Комплексное воздействие воздушной среды на организм человека.

Физические факторы воздушной среды воздействуют на организм человека комплексно. Это подтверждается тем, что при различных сочетаниях температуры, влажности, подвижности воздуха человек может испытывать одинаковые тепловые ощущения.

В зависимости от питания, одежды, объема выполняемой работы тепловое состояние человека изменяется в широких пределах. Объективная оценка теплового состояния человека необходима для гигиенического нормирования физических факторов воздушной среды.

Тепловое состояние организма объективно отражают температура тела и кожи, пульс и частота дыхания, артериальное давление, газообмен и потоотделение. Существенное значение имеет изучение реакции нервной системы на термические раздражители.

Кроме объективной оценки изменений функций организма изучают субъективные тепловые ощущения человека — «наипростейший субъективный сигнал объективных отношений организма к внешнему миру» (И.П.Павлов).

Комплексное влияние физических свойств воздушной среды наиболее выражено в микроклимате закрытых (жилых, общественных и промышленных) помещений. Формирование микроклимата зависит от деятельности человека, планировки и расположения помещений, свойств строительных материалов, климатических условий данной местности, от вентиляции и отопления.

Свойства строительных материалов, особенно их теплоемкость, в значительной степени определяют микроклиматические условия помещения. Дерево медленно нагревается и быстро отдает тепло, стены прогреваются в различной степени.

На формирование микроклимата помещений влияют также воздухопроницаемость, гигроскопичность строительных материалов. Чем они выше, тем существеннее будет снижение температуры воздуха в помещении при понижении температуры во внешней среде.

Большое значение имеет и остекление помещения. В последние годы стали строить дома с большими оконными проемами. Такое «ленточное» остекление способствует нестабильности микроклимата помещения. У оконного стекла зимой формируются холодные потоки воздуха, летом — теплые, что ведет к существенным перепадам температуры воздуха по вертикали и горизонтали.

При гигиеническом надзоре проводят оценки температурного режима помещения по измерению температуры воздуха: по вертикали на уровне 0,2; 1,0; 1,5 м от пола (зона линейных размеров «стандартного человека») и в трех точках по диагонали помещения: у наружной и внутренней стен и в центре помещения. Результаты позволяют определить перепады температуры воздуха в пространстве и оценить микроклимат помещения.

Микроклимат производственных помещений в значительной мере определяется технологическим процессом, числом работающих, характером вентиляционных устройств, типом отопления и др.

В горячих, холодных цехах формируется особый микроклимат, который может вредно влиять на теплообмен, ухудшать самочувствие людей. В этих случаях микроклимат является вредным профессиональным фактором.В горячих цехах следует учитывать как истинную, так и климатическую температуру, т. е. температуру воздуха с учетом влияния потока инфракрасных лучей от нагретых предметов. Например, в горячих цехах климатическая температура может составлять 50...60 °С, при том что истинная температура не превышает 28...35 °С.

 

⃰2. По химическому составу атмосферный воздух – это смесь газов, в определенных соотношениях:

- кислород 21 %

- углекислый газ 0,03 % - 0,04 %

- азот 78 %

- инертные газы, озон, примеси 1 %

С подъемом происходит разряжение воздуха, т.е. содержание каждого газа в единице объема уменьшается, т.е. падает парциальное давление (давление которое имел бы газ, если бы он один заменил весь объем смеси).

Гигиеническое значение составных частей воздуха:

Кислород – содержание его постоянно и может колебаться на десятые доли у берегов моря и в воздухе промышленных центров, эти колебания не оказывают заметного влияния на здоровье человека. Однако если содержание кислорода падает до 16 – 17 % - наблюдаются физиологические сдвиги, а при 11 – 13 % - отмечается выраженная кислородная недостаточность, что отражается на трудоспособности человека, при 7 – 8 % может наступить смерть.

Кислородная недостаточность может наблюдать при восхождении в горы (горная болезнь, начиная с высоты более 3 км.) или при полете на высотных самолетах (высотная болезнь).Уменьшение кислорода может наблюдаться в ограниченных пространствах, например в подводной лодке при аварии, шахте и т.д.), где кислород замещается другими газами. Для предупреждения недостаточности кислорода используют кислородные приборы, скафандры, а так же компрессию воздуха, подаваемого в кабины самолетов.

Население, проживающее в горах, приспособилось к местным условиям. У них увеличен гемоглобин в крови и количество эритроцитов, окислительные процессы происходят более интенсивно. Для человека, приезжающего в горы, обязателен период акклиматизации, в который происходят так же сдвиги в организме.

Повышение содержания кислорода до 40 – 60 % во вдыхаемом воздухе используется при лечении кислородной недостаточности. В барокамере улучшается кислородный режим тканей, находящихся в состоянии гипоксии, нормализируется их жизнедеятельность. Этот метод лечения называется гипербарической оксигенацией, который используют в хирургии и неотложной терапии при лечении отравлений монооксидом углерода (СО).

СО₂ – бесцветный газ без запаха, не раздражает слизистые, во вдыхаемом воздухе не обнаруживается, тяжелее воздуха. Накопление углекислого газа в воздухе жилых помещений и общественных зданий выше 0.1 % свидетельствует о недостаточной вентиляции, т.е. концентрация углекислого газа является санитарным показателем загрязнения воздуха.

При концентрации углекислого газа 1 % в организме человека нарушаются обменные процессы (ацидоз), а при 1.5 – 3 % у части людей появляются признаки отравления (одышка, головная боль и др.), снижается работоспособность. При концентрации углекислого газа 6 % создается угроза для жизни человека. При 10 – 12 % наблюдается быстрая потеря сознания и наступает смерть.Возможны случаи отравления углекислым газов в замкнутых помещениях (шахты, рудники, подводные лодки, а так же в ограниченных пространствах – колодцы, силосные ямы и др.).

Азот и инертные газы – при нормальном давлении физиологически не деятельны. Гигиеническое значение азота в том, что он разбавляет кислород и снижает его токсическое свойство, наблюдаемое при длительном вдыхании чистого кислорода.

В населенных местах воздух загрязняется выбросами промышленных предприятий, предприятиями ТЭК, выхлопными газами автомобильного, железнодорожного и авиационного транспорта.

При безветрии, температурной инверсии, высокой влажности и низкой температуре воздуха образуется токсический туман или смог, который вызывает слезоточение, кашель, одышку, слабость, обострение заболеваний.

Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения и гигиенические условия жизни в городах.Загрязнение атмосферного воздуха промышленных городов оказывает многообразное вредное воздействие. Токсичные вещества в атмосферном воздухе приводят к ухудшению здоровья, условий жизни и снижению работоспособности населения.

Загрязнение атмосферного воздуха способствует снижению иммунобиологической резистентности организма, ухудшению показателей физического развития детей, повышению общей заболеваемости населения.

Малые концентрации токсичных веществ в атмосферном воздухе способствуют развитию у населения хронических отравлений. Симптомы отравления часто бывают маловыраженными, субъективные жалобы неопределенны, однако хроническое воздействие токсичного вещества приводит к снижению защитных сил организма. Возрастает частота хронических неспецифических заболеваний бронхолегочной системы, становятся более тяжелыми сердечно-сосудистые заболевания.

Под влиянием монооксида углерода развивается более выраженный и ранний атеросклероз, изменяется сердечная проводимость. Действие пыли атмосферного воздуха на население менее выражено, чем действие пыли на рабочих промышленных предприятий, из-за меньшей концентрации и быстрого разбавления в атмосфере.

Однако отмечены случаи развития у населения, проживающего в районах с сильным запылением атмосферного воздуха выбросами теплоэлектростанций, работающих на многозольном топливе, особенно у детей, стариков, лиц с хроническими заболеваниями бронхолегочной системы, начальных изменений в легких.

В истории гигиены отмечено множество случаев массовых заболеваний населения в результате загрязнения атмосферного воздуха. В декабре 1930 г. в Бельгии в долине реки Маас в течение 5 дней установилась погода с высоким барометрическим давлением, туманом и слабым ветром.

В долине произошла температурная инверсия, т. е. температура верхних слоев воздуха превышала температуру приземных слоев, что ухудшало условия вертикальных конвекционных токов и не способствовало перемешиванию воздуха. Жители долины ощущали резкий запах сернистого газа. Появились жалобы на нарушение функций верхних дыхательных путей и легких. За пять дней переболело несколько сотен человек, из них 60 чел. умерли. Особенно пострадали лица, имевшие хронические заболевания сердца и легких.

При вскрытии погибших отмечали геморрагические и некротические очаги на слизистых оболочках бронхов и в тканях легких, характерные для отравления сернистым газом. Эта катастрофа не была следствием аварии на заводах. Заводы работали обычным образом и выбрасывали в воздух то же количество сернистого газа, что и прежде.

Причиной отравления населения стал токсичный туман, который во влажную безветренную погоду способствовал накоплению в воздухе сернистого газа и аэрозоля серной кислоты. Этот случай не единственный. В последнее время периодически отмечаются случаи появления раздражающих туманов, которые содержат комплексы органических соединений серы.

Известны подъемы заболеваемости населения, связанные с кратковременным увеличением концентрации токсичных веществ в воздухе. Описаны вспышки бронхиальной астмы у лиц, ранее не болевших, связанные с отравлениями выбросами нефтеперерабатывающих заводов или продуктами сжигания мусора. Отмечены аллергические реакции у населения в зоне выбросов заводов микробиологической промышленности.

Постоянное воздействие монооксида углерода особенно сказывается на состоянии здоровья милиционеров-регулировщиков на оживленных автомагистралях, в местах массового скопления автотранспорта. У них может развиться хроническое отравление с увеличением количества карбоксигемоглобина в крови, жалобами на головную боль, головокружение, расстройство сна, сердцебиение и раздражительность.

Накопление в крови до 79 % карбоксигемоглобина обусловливает замедление психомоторных реакций, снижение цветоощущения, что влияет на профессиональную деятельность. Уровень карбоксигемоглобина в крови не должен превышать 2 %. Начальные изменения поведенческих реакций отмечаются у людей при его концентрации 2,5 %, а увеличение концентрации до 5 % провоцирует приступы стенокардии у больных.

Неблагоприятное действие на организм загрязнителей атмосферного воздуха проявляется также в накоплении некоторых веществ (свинца, кадмия и др.) в костях и тканях человека, что может привести к развитию хронических отравлений у людей, проживающих вблизи источников выброса в атмосферу этих соединений.

Установлена связь между концентрацией свинца в воздухе и количеством свинца, накопленного в костях животных. Экспериментально доказано накопление свинца в костях мышей в условиях загрязнения атмосферного воздуха выбросами заводов цветной металлургии.

Длительное действие малых концентраций токсичных веществ может провоцировать обострение хронических заболеваний бронхолегочной системы, укорачивать ремиссии, повышать частоту осложнений. Все больше случаев специфических заболеваний, связанных с загрязнением атмосферного воздуха, отмечается у людей, не имевших профессионального контакта с конкретным токсичным веществом (фтором, бериллием, кадмием, марганцем, асбестом).

Если в 1940 г. рак бронхолегочной системы занимал 12-е место среди всех форм рака, то в 1960 г. — уже 5-е, а в 1980 г. — 2-е место. Это связывают с увеличением в воздухе городов канцерогенов и коканцерогенов. Развитие рака бронхолегочной системы связано и с табакокурением. Подсчитано, что при выкуривании 40 сигарет в день человек вдыхает 150 мг бенз(а)пирена дополнительно к бенз(а)пирену атмосферного происхождения.

Загрязнение атмосферного воздуха ухудшает условия жизни населения, что проявляется в снижении прозрачности атмосферы, уменьшении естественной освещенности, туманообразовании. Частота туманов в крупных промышленных городах увеличивается из года в год.

Туманообразование связано с конденсацией паров влаги на взвешенных частицах пыли с формированием устойчивой токсичной пылегазовой смеси. Такие туманы длительно сохраняются, способствуют ухудшению здоровья и работоспособности населения, увеличению числа уличных травм, угнетающе действуют на людей.

Климатологи отмечают, что в связи с увеличением количества взвешенных частиц в воздухе городов облачность повышается на 5... 10 %, туманообразование летом увеличивается на 30 %, а число дней с осадками на 5...10 % больше, чем в сельской местности.

Туманообразование ведет к уменьшению естественной освещенности до 40... 50 %, что требует дополнительных расходов на освещение улиц. Запыленность воздуха снижает солнечную радиацию на 15...20 %, причем ультрафиолетовая радиация летом снижается на 5 %, зимой — на 30 %, а в условиях тумана эти потери достигают 90%.

Загрязнение атмосферного воздуха неблагоприятно влияет и на растительность. Пыль закупоривает поры листьев, затрудняет процесс фотосинтеза. Листья желтеют, покрываются пятнами, задерживается рост деревьев, они легко погибают от вредителей и болезней. Наиболее губительно действует на зеленые насаждения сернистый газ, который нарушает фотосинтез и приносит растениям ощутимый вред. Наиболее чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха хвойные и плодовые деревья, более устойчивы — липа, ясень, тополь.

Вокруг промышленных предприятий — источников вредных выбросов в атмосферу растительность намного беднее, чем в районах с незагрязненным воздухом. Часто вредное влияние выбросов на растительность распространяется на значительное расстояние от предприятия. С гибелью зеленых насаждений перестает действовать фильтр, очищающий воздух, так как на листьях и стволах осаждаются взвешенные частицы и газообразные примеси.

Снижается роль зеленых насаждений как источника кислорода и фитонцидов, ослабляется их ветрозащитное действие. В пригородных хозяйствах крупных промышленных центров урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность животноводства снижены.

Гибель растений приносит ощутимый экономический ущерб, он усугубляется потерями ценных веществ в результате промышленных выбросов, разрушениями бетонных конструкций, ускорением коррозии металлических покрытий и ограждений. Загрязнение воздуха оказывает неблагоприятное эстетическое и гигиеническое воздействие, поскольку его следствием являются быстрое загрязнение стекол, мебели, занавесок, гибель комнатных растений, неприятные запахи, невозможность проветривания жилищ и т.п.

Таким образом, загрязнение атмосферного воздуха стало проблемой века, и только проведение квалифицированных санитарно-гигиенических и законодательных мероприятий сможет уменьшить вредное воздействие загрязнения атмосферного воздуха на человечество.

Гигиеническая характеристика воздушной среды закрытых помещений.В производственных помещениях в воздух могут поступать различные вредные вещества и пыль.

Концентрации токсичных веществ в воздухе цехов определяются особенностями технологического процесса (химические реакции, дробление, плавка, механические процессы и т.д.), химическим составом и агрегатным состоянием сырья, промежуточных и конечных продуктов, герметизацией оборудования, аппаратурным оформлением цехов, степенью автоматизации технологического процесса, эффективностью вентиляции.

При неблагоприятных сочетаниях указанных факторов концентрация пыли и газообразных токсичных веществ может превышать предельно допустимые концентрации и приводить к формированию у рабочих профессиональных заболеваний.

Химический состав воздушной среды жилых и общественных зданий определяется составом атмосферного воздуха и специфическими загрязнителями.

Это загрязнители антропогенного происхождения, т. е. газообразные продукты жизнедеятельности человека (диоксид углерода, аммиак и аммонийные соединения, сероводород, индол, скатол, летучие жирные кислоты и т.д.); токсичные вещества, выделяемые в воздух из полимерных строительных и отделочных материалов (фенол, формальдегид, трибутилфосфат и т.д.); загрязнители, связанные с хозяйственно-бытовым процессом (сжиганием газа, стиркой, приготовлением пищи).

В конечном счете состояние воздушной среды в помещении определяется степенью коммунального благоустройства, санитарным состоянием помещения, эффективностью вентиляции и т.д.

Основную роль в загрязнении воздуха жилых и общественных зданий играют антропогенные загрязнители. Еще М. Петтенкофер предложил принять в качестве критерия чистоты воздуха этих помещений концентрацию диоксида углерода, равную 0,1 %. Однако в настоящий момент этот показатель не считают полностью адекватным, так как загрязнители полимерного происхождения могут накапливаться в значительных концентрациях даже при допустимом уровне диоксида углерода.

Для оценки состояния воздушной среды помещений кроме диоксида углерода необходимо определять содержание в воздухе аммиака и аммонийных соединений. Суммарная оценка органического загрязнения определяется величиной окисляемости воздуха. Необходимо также учитывать содержание в воздухе веществ полимерного происхождения, так как продукты, выделяемые полимерами, в большинстве случаев токсичны для человека.

При санитарной оценке воздушной среды жилых и общественных зданий учитывают объем вентиляции и объем воздушной среды, приходящейся на 1 чел., источники загрязнения воздуха, количественные и качественные характеристики загрязнителей.

 

⃰3. Мероприятия по борьбе с загрязнением атмосферного воздуха условно могут быть подразделены на следующие группы:

- планировочные;

- санитарно - технические;

- технологические;

- законодательные

Планировочные- прежде всего это зонирование населенного пункта на промышленную и жилую зону с достаточным разрывом между ними. Расположение промышленной зоны с учетом розы ветров (подветренно по отношению к жилым массивам). Создание санитарно – защитных зон для промышленных предприятий.

Установлены следующие СЗЗ по Сан П и Н – 96 г.:

- I класс вредности - 2000 м

- II - 1000 м.

- III - 500 м

- IV - 300 м

- V - 100 м

СЗЗ должны озеленять растениями, устойчивыми к действию газов. Для борьбы с пылью в населенных пунктах осуществляются их благоустройство: асфальтирование и озеленение.

Санитарно-технические мероприятия предусматривают очистку промышленных выбросов с помощью очистительных сооружений.

С этой целью используют, например, циклоны (в которых, благодаря вращению воздушного потока, пылевые частицы отбрасываются к стенкам, и потеряв скорость скользят в низ и скапливаются в нижней части сооружения). Они очищают воздух от крупных частиц.

Для очистки от мелких частиц используют матерчатые, бумажные фильтры, электрофильтры и т.д. Используют очистительные сооружения и для очистки воздуха от вредных газов. В основе - поглощение вредных газов некоторыми веществами – водой, содовыми и другими растворами при пропускании выбросов через специальные сооружения (скрубберы).

Мероприятия по борьбе с загрязнениями атмосферного воздуха транспортом предусматривают правильную планировку городов и их благоустройство, электрификацию железных дорог и т.д. Рассеиванию загрязнений способствует использование высоких труб.

Технологические мероприятия предусматривают снижение и исключение выбросов вредных веществ в атмосферу путем рационализации технологического процесса. К ним относят: замену вредных веществ менее вредными, предварительная очистка сырья от вредных примесей, замена сухих способов переработки мокрыми, герметизация и автоматизация производственных процессов, создание безотходных производств. Более перспективно комплексное использование выше перечисленных мероприятий.

Законодательные мероприятия – на этапе предупредительного санитарного надзора при проектировании и строительстве объектов. Основой оздоровления окружающей среды являются «Нормы проектирования промышленных предприятий» и закон «Об охране атмосферного воздуха».

Основой закона является положение об использовании для контроля и оценки состояния атмосферного воздуха нормативов ПДК загрязняющих веществ и предельно допустимых уровней (ПДУ) вредных физических воздействий на атмосферу.

В санитарной практике используют ПДК атмосферных загрязнений, на основе этого оценивают степень загрязнения и необходимость проведения профилактических мероприятий.

Для каждого изученного вещества существует предельно допустимая среднесуточная концентрация. На ряду с этим указана и максимальная разовая концентрация, которая допускается в воздухе при взятии пробы воздуха на исследование в течении короткого периода времени:

 

СО среднесуточная ПДК – 1 мг/м³

максимальная разовая ПДК – 3 мг/м³

 

SO₂ среднесуточная ПДК – 0,05 мг/м³

максимальная разовая ПДК - 0,5 мг/м³

 

хлор среднесуточная ПДК – 0,03 мг/м³

максимальная разовая ПДК – 0,1 мг/м³

 

нетоксическая пыль среднесуточная ПДК – 0,15 мг/м³

максимальная разовая ПДК – 0,5 мг/м³

 

сажа среднесуточная ПДК – 0,05 мг/м³

максимальная разовая ПДК – 0,15 мг/м³