Физические свойства воздуха (барометрическое давление, скорость движения воздуха): методы исследования, гигиеническая оценка. Роза ветров.

Атмосферное давление - это давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха, Среднее атмосферное давление на уровне моря эквива-лентно давлению ртутного столба высотой в 760 мм или 1013,25 гПа. Гравитационное поле делает воздушные массы у поверхности земли наиболее плот-ными и, следовательно, воздух обладает наибольшим давлением. С поднятием на высоту плотность и давление воздуха уменьшаются. Если на уровне моря 1 м3 воздуха весит 1293 г,

то на высоте 20 км его вес составляет лишь 64 г, т. е. при одинаковом процентном содержа-нии кислорода его весовая концентрация на высоте 20 км примерно в 20 раз меньше, чем на уровне моря. Суточные колебания атмосферного давления обычно не превышают 4-5, а го-довые – 20-30 мм.рт. ст. Столь незначительные колебания здоровыми людьми не ощущаются. В то же время некоторые люди (так называемые метеочувствительные лица) реагируют на колебания атмо-

сферного давления болями в суставах, местах переломов и старых ран, поврежденных ревма-тизмом органов, обострением хронических заболеваний, появляются приступы сердечных расстройств, чувство страха у лиц с повышенной нервной возбудимостью. По данным меди-цинской статистики, до 70% людей в той или иной степени реагируют на изменения погоды (связанные с изменением атмосферного давления). Пониженное атмосферное давление способствует развитию у людей симптомоком-плекса, известного под названием высотной (или горной) болезни. Высотная болезнь может

возникать при быстром подъеме на высоту и, как правило, встречается у летчиков и альпи- давления. В легочной ткани происходит обмен газов крови и альвеолярного воздуха. Диф-фундируя через мембраны, газы стремятся к состоянию равновесия, переходя из области вы-сокого давления в область низкого давления. Высотная болезнь возникает в результате понижения парциального давления кисло-рода во вдыхаемом воздухе, что приводит к кислородному голоданию тканей.

По мере падения парциального давления кислорода уменьшается насыщенность кис-лородом гемоглобина с нарушением снабжения клеток кислородом. Резерв кислорода в ор-ганизме не превышает 0,9 л и определяется количеством растворенного в плазме крови кис-лорода. Этого резерва достаточно лишь на 5—6 минут жизни, после чего стремительно раз-виваются явления кислородной недостаточности. К кислородному голоданию наиболее чув-ствительны мозговые клетки, так как кора головного мозга потребляет кислорода в 30 раз больше на единицу массы, чем все другие ткани. Мозговые клетки гибнут раньше, чем пада-ет тонус грудных мышц, когда еще возможны дыхательные движения. Первые симптомы кислородной недостаточности определяются при подъеме на высоту 3000 м без кислородно-го прибора.

В процессе постепенной адаптации к пониженному атмосферному давлению в орга-низме развиваются компенсаторно-приспособительные механизмы (увеличение числа эрит-роцитов, повышение уровня гемоглобина, изменение окислительных процессов в организме и т. д.), позволяющие сохранить здоровье и аботоспособность, что можно наблюдать у жи-телей высокогорных районов Дагестана, Памира, Перу, где селения располагаются на высоте 2500— 4500 м над уровнем моря. Повышенное атмосферное давление является основным производственным фактором при строительстве подводных тоннелей, метро, при проведении водолазных работ и т. д. Для проведения работ под водой или под землей в грунтах, насыщенных водой, сооружаются особые рабочие камеры — кессоны. Кессон заполняется сжатым воздухом, который вытес-няет воду из рабочего пространства. На давление столба в 10 м в кессоне повышается давле-

ние на 1 атм сверх обычного атмосферного. В производственных условиях в зависимости от заглубления кессона добавочное давление составляет от 0,2 до 4 атмосфер. При работе в кес-сонах отмечают 3 периода: период компрессии, т. е. период опускания в кессон, когда про-исходит постепенное нарастание давления сверх обычного, период работы в кессоне в усло-виях повышенного давления и период декомпрессии, когда происходит подъем рабочих на поверхность земли, т. е. выход из зоны повышенного в зону нормального атмосферного дав-ления. Период компрессии и второй период пребывания рабочих в кессонах или водолазов под водой (в условиях повышенного атмосферного давления) при соблюдении правил без-опасности переносятся без каких-либо выраженных неприятных ощущений. В зоне повы-шенного атмосферного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха, главным образом азотом. Это насыщение продолжается до уравнивания парциаль-ного давления азота в окружающем воздухе с парциальным давлением азота в тканях. При быстром переходе из зоны повышенного атмосферного давления в зону нормаль-ного (декомпрессия) нарушаются процессы десатурации азота из тканей и жидкостей орга-низма. Скорость десатурации азота из различных тканей не одинакова, например, слабо вас-куляризованная жировая ткань медленно отдает азот. При быстрой декомпрессии создается большая разница между парциальным давлением азота в альвеолярном воздухе и парциаль-ным давлением азота, растворенного в тканях организма. Азот не успевает выделиться через легкие и остается в крови и тканях в виде пузырьков. Опасность газовой эмболии возникает тогда, когда парциальное давление азота в тканях будет выше парциального давления азота в альвеолярном воздухе более чем в 2 раза. Газовая эмболия приводит к тяжелому профессио-нальному заболеванию — кессонной болезни. Тяжесть и симптоматика кессонной болезни определяются локализацией и массивностью закупорки сосудов газовыми эмболами. В ре-зультате медленной десатурации жировой ткани чаще поражаются ткани с большим содер-жанием липидных соединений — центральная и периферическая нервная система, подкож-ная жировая клетчатка, костный мозг, суставы. Разработаны разнообразные инженерно-технические, санитарно-гигиенические и ле-

чебные мероприятия, предупреждающие возникновение кессонной болезни (например, ис-пользование специальных барокамер). Атмосферное давление измеряют с помощью барометра или барометра-анероида . Для непрерывной регистрации колебаний атмосферного давления используют барограф.

Подвижность воздуха влияет на теплопотери организма путем конвекции и испаре-ния. При высокой температуре воздуха его умеренная подвижность способствует охлажде-нию кожи. Мороз в тихую погоду переносится легче, чем при сильном ветре, наоборот, зи-мой ветер вызывает переохлаждение кожи в результате усиленной отдачи тепла конвекцией и увеличивает опасность обморожений. Повышенная подвижность воздуха рефлекторно влияет на процессы обмена веществ: по мере понижения температуры воздуха и увеличения его подвижности повышается теплопродукция. Сильный ветер (более 20 м/с) нарушает ритм дыхания, механически препятствует вы-полнению физической работы и передвижению. Умеренный ветер оказывает бодрящее дей-ствие, сильный, продолжительный ветер резко угнетает человека. Наиболее благоприятная подвижность атмосферного воздуха в летнее время равна 1—5 м/с. Движение ветра характеризуется направлением и скоростью. Направление ветра определяется стороной света, откуда дует ветер, и обозначается

румбами. Определяется направление движения ветра с помощью анеморумбометра и флю-гера.

Выделяют 4 главных румба: север, юг, восток, запад, - и 4 промежуточных: северо-восток, северо-запад, юго-восток, юго-запад. Важно знать преобладающее направление вет-ров в данной местности. Для выяснения господствующего направления строится роза ветров. Роза ветров – графическое отображение частоты повторяемости ветров по румбам,

наблюдающихся в данной местности в течение года. Господствующее направление ветров в данной местности необходимо учитывать при планировке населенных пунктов. Например, детские учреждения, больницы, жилые дома необходимо размещать с наветренной стороны с учетом санитарно-защитной зоны по отно-шению к промышленным предприятиям и другим объектам, которые могут стать источни-ком загрязнения атмосферы. Скорость движения воздуха определяется расстоянием, преодолеваемым воздушной массой за единицу времени и измеряется в м/с с помощью анемометров (рис. 12,13), анемо-румбометров.Также для измерения скорости движения воздуха используется термоанемометр.

Малые скорости движения воздуха в помещениях измеряют с помощью кататермо-метров (цилиндрические и шаровые)

Определение скорости движения воздуха кататермометром.

П р и н ц и п р а б о т ы :

Если кататермометр нагреть до определенной температуры, которая выше температу-

ры воздуха, то при охлаждении под влиянием температуры и движения воздуха, прибор по-

теряет при определенном уровне температуры определенное количество тепла. Зная эту ве-

личину охлаждения кататермометра и температуру окружающего воздуха, по эмпирическим

формулам и таблицам можно вычислить скорость движения воздуха.

Х о д р а б о т ы :

Шаровой кататермометр помещают в сосуд с горячей водой при температуре 65-700

до тех пор, пока окрашенный спирт не заполнит половину верхнего резервуара. После этого кататермометр вытирают насухо и вешают на штатив в месте, где нужно определить ско-рость движения воздуха. Далее с помощью секундомера определяют время в секундах, за ко-торое столбик опустился от Т1 до Т2. Можно брать интервалы от 400 до 330, от 390 до 340, от 380 до 350, т.е. такой интервал, чтобы частное от деления суммы Т1 и Т2 равнялось 36,50. Опыт повторяют 2-3 раза и вычис-ляют средние показатели, на основе которых вычисляют величину охлаждения Н. Величину охлаждения цилиндрического кататермометра и шарового с интервалом

38-350 вычисляют по формуле:

F мкал

H = –––––– = ––––––, где

а см2сек

F - фактор прибора, постоянная величина, показывающая количество тепла, теряемое

с 1см2 поверхности прибора за время его охлаждения с 380 до 350;

а - время охлаждения прибора с 38 до 350 С.

Величину охлаждения шарового кататермометра с интервалами 40-330 и 39-340

вычисляют по формуле:

, где