Физические свойства воздушной среды.

Физические свойства воздушной среды.

Температура.

У человека минимальные затраты энергии на обмен в-в возникают при температуре воздуха 20⁰ - 25⁰. У человека температура тела – +36,6⁰ . В природных условиях температура колеблется от –80⁰ до +50⁰ . Терморегуляция (теплопродукция и теплоотдача) происходит под руководством ЦНС. В теплопродукции принимает участие мышечная система (чтобы согреться, надо двигаться), желудочно-кишечный тракт (чтобы согреться, надо поесть), сердечно-сосудистая система (людям с сердечной недостаточностью всегда холодно). Отсюда уже ясна важность физической культуры, рационального питания, закаливания (закаливание тренирует сосуды)

Теплоотдача происходит тремя основными путями:

1. Испарение – теряется 25% тепла

2. Конвекция – теряется 30% тепла

3. Излучение – теряется 45% тепла

Испарение происходит с поверхности кожи и слизистых. Чем больше влаги в воздухе, тем меньше воздух способен принять влаги от потеющего человека – тогда потение не приносит облегчения. Это характерно для климата нашего города. При низкой влажности воздуха испарение усиливается, поэтому в Средней Азии так распространена традиция частого чаепития.

 

Конвекция – отдача тепла предметам и слоям воздуха, прилегающим непосредственно к телу. И в этом случае играет роль влажность воздуха, так как наша одежда может быть насыщена водяными парами (представьте, что вы надели влажную шерстяную одежду) Поэтому при сравнительно низких температурах в нашем городе можно замерзнуть быстрее, чем, например, в Москве, где влажность ниже. Усилить конвекцию можно с помощью вентиляции.

 

Излучение – отдача тепла предметам на расстоянии. При повышении температуры стен жилых зданий (лето 2010 года) отдача тепла излучением нарушена. А зимой, когда стены холодные, излучение может быть повышено даже при нормальной температуре воздуха в помещении.

Незначительное количество тепла теряется также через органы выделения.

Для комфортного самочувствия в жилище в Санкт-Петербурге зимой должно быть +22⁰ - 24⁰ , летом - +18 - +20⁰ . Летом в Сочи - +16⁰ - +18⁰.

Кроме того, для комфортного состояния в жилище не допускаются резкие перепады температуры по горизонтали и вертикали, так как при больших перепадах происходит нарушение циркуляции крови.

· по горизонтали на все помещение допускается перепад не более 2-ух градусов (температура измеряется у наружной и внутренней стены)

· По вертикали допускается перепад не более 1-го градуса на 1 метр высоты помещения (измеряют температуру у пола и у потолка)

Влажность воздуха

Количество водяных паров в природных условиях связано с климатическими условиями: близость к водоемам, наличие осадков, передвижение воздушных масс. В жилище, других помещениях влажность может увеличиваться при скоплении людей, при приготовлении пищи, при стирке и сушке белья… Увеличению влажности способствует отсутствие вентиляции, неэффективное проветривание, использование некоторых строительных и отделочных материалов. Например: кафель, линолеум, масляная краска, лак, пластик – снижают воздухообмен.

 С гигиенической точки зрения большее значение имеет показатель относительной влажности воздуха, который отражает насыщенность воздуха водяными парами в %. Оптимальная величина относительной влажности – 40 –60%,   допустимая – 30 – 70%. При слишком низкой влажности воздуха слизистые теряют свои барьерные функции (перестают защищать организм от микробов), на слизистых появляются трещины, воспаление, происходит обезвоживание организма. Особенно тягостно это состояние для лихорадящих больных.

Стр 5

При повышенной влажности воздуха и сравнительно высоких температурах (выше 25⁰)  наступает нарушение теплоотдачи: конвекция, излучение и испарение уменьшаются (влажный воздух не воспринимает влагу с поверхности тела, холодных предметов вокруг становится меньше, даже вентиляторы становятся неэффективными, ведь они «передвигают» слишком теплый воздух). Наступает перегревание (тепловой удар). Особенно чувствительны дети.

При повышенной влажности воздуха и сравнительно низких температурах (ниже 18⁰ ) теплоотдача усиливается, возникает переохлаждение. Даже при плюсовых температурах возможна смерть от переохлаждения. Особенно часто возникают простудные заболевания.

 

Движение воздуха.

Увеличение скорости движения воздуха приводит к увеличению теплоотдачи путем конвекции и испарения. В жилых помещениях нормальной скоростью движения воздуха считается 0,1 – 0,3 м/сек. Увеличение скорости движения воздуха ощущается как дискомфортное. В спортивных залах рекомендуется 0,5 м/сек.

 

Перечисленные показатели оказывают комплексное влияние на человека. Существует понятие «зона комфорта». Это – наиболее благоприятное сочетание физических параметров воздушной среды. Для достижения рекомендуется использовать кондиционеры.

 

Атмосферное давление

Атмосферное давление на уровне моря достаточно постоянно и составляет около 760 мм. Hg (ртутного столба). Существуют колебания, которые зависят от погоды, сезона, активности солнца. Здоровые люди обычно эти колебания не ощущают. Пожилые люди и люди, страдающие заболеваниями ССС, ЦНС, суставов, отмечают ухудшение самочувствия.

Уменьшение атмосферного давления происходит при подъеме на высоту. При этом происходит снижение парциального давления кислорода. Затрудняется переход кислорода воздуха из легких в кровь и у человека начинается кислородная недостаточность.

Населенные пункты не строятся поэтому выше 2500 метров (в Гималаях есть племена, живущие на высоте около 5000 метров). Подъем на высоту выше 2500 метров требует специальных тренировок (альпинизм), использования специальной кислородоподающей аппаратуры (самолеты, космические корабли) Для людей, живущих на уровне моря, даже переезд в населенный пункт, находящийся на высоте 1500 – 2500 метров сопровождается симптомами кислородной недостаточности: одышка, учащенное сердцебиение (тахикардия), головокружение… Возможна потеря сознания. Снижение атмосферного давления происходит также при перемещении к полюсам Земли. Существует даже понятие «полярная одышка»

 

 Постепенно происходит адаптация (приспособление) В процессе адаптация у человека происходит увеличение количества эритроцитов. Каждый эритроцит получает мало кислорода (по сравнению с уровнем моря), но в сумме кислорода для организма становится достаточно. Это явление носит название – полицитемия. При погружении на глубину атмосферное давление повышается. Повышение давления переносится здоровыми людьми спокойно, но обратный процесс может привести к серьезным осложнениям – возникает кессонная болезнь (подробнее см. далее)

 

Ионизация воздуха.

В чистом воздухе преобладают легкие отрицательные ионы, в загрязненном воздухе преобладают положительные ионы. По мнению многих ученых положительные ионы. находящиеся в большом количестве в воздухе городов могут ухудшить состояние здоровья населения.

При рассмотрении вопросов влияния физических свойств воздушной среды надо учитывать также воздействие электромагнитных полей, солнечной радиации, радиоактивного загрязнения (см. далее)

Как видно из приведенных выше примеров, колебания физических параметров воздушной среды (что чаще связано с изменением погоды) может приводит к нарушениям в состоянии здоровья. Такие реакции человека называются метеотропными. Согласно одной из классификаций, различают 3 типа погоды:

1. Оптимальная – межсуточные колебания температуры – до 2⁰,скорость  движения воздуха – до 3 м/сек, колебания атмосферного давления – до 4 единиц.

2. Раздражающая – межсуточные колебания температуры – до 4⁰,скорость движения воздуха – до 9 м/сек, колебания атмосферного давления – до 8 единиц.

3.

Часть 1.Лекц. 2 и 3 - воздух

Острая - межсуточные колебания температуры – более 4⁰,скорость движения воздуха – более 9 м/сек, колебания атмосферного давления – более  8 единиц.

Стр 6

Гигиеническое значение солнечной радиации.

 

Ультрафиолетовые лучи обладают наибольшей биологической активностью.

УФ лучи оказывают общее благоприятное действие на состояние и работоспособность

 организма. Активизируется обмен веществ, иммунитет. Уф лучи

· оказывают эритемно-загарное действие

· обуславливают синтез витамина Д. При недостаточном УФ воздействии нарушается обмен кальция и фосфора, снижается прочность капилляров. У детей развивается рахит, у взрослых снижается прочность костей (остеопороз), разрушаются зубы.

· губительно действуют на микроорганизмы (бактерицидное действие) Поэтому УФ лучи используются для обеззараживания, воздуха, воды, некоторых продуктов.

· обуславливают фотосинтез

 

Кислород.

С участием кислорода происходят окислительные процессы. Человек в покое потребляет 350 мл. кислорода При тяжелой физической работе потребление кислорода увеличивается в несколько раз. На уровне моря концентрация кислорода постоянна (количественные наблюдения ведутся примерно 100 лет). Поддержанию концентрации кислорода способствует процесс фотосинтеза, осуществляемый с помощью растений. Поэтому так важно их беречь. «Легкими» планеты считаются леса Южной Америки. Организм человека переносит довольно легко колебание концентрации кислорода в обычных условиях. Физиологические сдвиги наступают при содержании кислорода в воздухе до 16 – 17 %, кислородная недостаточность наступает при 11 – 13 %, смерть – при 7 – 8 %. Это случается при авариях подводных лодок, космических кораблей, самолетов, в шахтах. Парциальное давление кислорода падает при подъеме на высоту - высотная болезнь (об этом см. материал выше).

В медицине используется кислород в повышенных концентрациях  

В середине 50-х годов для лечения некоторых заболеваний стали использовать барокамеры – аппарат, в котором концентрация кислорода составляет 40 – 60 %. При кислородной недостаточности, после кровопотерь, при анаэробной инфекции, при некоторых заболеваниях сердца, дыхательной системы больной помещается в барокамеру для проведения сеанса гипербарической оксигенации.

Углекислый газ

Источником поступления в воздух СО₂  являются процессы брожения, гниения органических веществ, дыхание людей и животных. Поглощается СО₂  растениями на свету. СО₂ - физиологический возбудитель дыхательного центра, т. е. он необходим для дыхания. Однако, при концентрации СО₂  в воздухе около 1% у людей начинаются функциональные сдвиги: нарушение внимания, сонливость. Такая концентрация возникает, например, в плохо проветриваемой аудитории в конце занятия. Кроме того, воздух приобретает неприятный запах (воздух приобретает плохие органолептические свойства из-за одновременного накопления в-в, выделяемых с поверхности кожи и дыхательных путей). Отравления углекислым газом в обычных помещениях наступить не может, благодаря воздухообмену. Сам газ не обладает запахом.

 Наркотическое действие возникает при концентрации 10 – 12 %, возможна смерть.

Отравления возможны в хлебопекарной промышленности, при производстве газированных напитков, дрожжей, при чистке колодцев.

В санитарной практике концентрацию СО₂ определяют как показатель загрязнения воздуха. Воздух считается свежим, если концентрация газов не превышает 0,1%.

 

Азот и инертные газы.

Азот воздуха и инертные газы в химические реакции в организме не вступают. При погружении на глубину (водолазы) азот растворяется в крови в б о льших, чем обычно количествах и оказывает «пьянящее» действие. Поэтому на глубине водолазам подают смесь, содержащую кислород и гелий, т.е. азот заменяют на гелий. При быстром подъеме с глубины азот «стремится» выделиться из тканевой жидкости и крови, образуя пузырьки (эмболы), возникает эмболия (закупорка сосудов). В зависимости от места локализации (расположения) эмболов наступают поражения различных органов и тканей (кесонная болезнь) Возникают резкие боли в мышцах, возможны параличи… Для профилактики кесонной болезни раньше подъем проводили очень медленно, сейчас используют барокамеры, в которых можно создать любое давление.

 

Промышленные предприятия

Часть 1 Лекц. 2 и 3 - воздух

Промышленные предприятия могут быть источником всех описанных выше веществ, а также множества других в-в и разнообразной пыли. Вредное действие на организм зависит прежде всего от химического состава. Источниками вредных веществ могут быть разные предприятия. В последние десятилетия усилилось вредное влияние на организм, связанное с появлением предприятий, использующих биотехнологии (производство биологически активных веществ, кормовых добавок) Эти в-ва при попадании в воздух вызывают тяжелые аллергические реакции. бронхиальную астму…

Действие пыли на организм.

Рассматриваем пыль как наиболее часто встречающуюся вредность.

 Возникают заболевания – пневмокониозы. Среди них выделяют: силикоз, силикатоз и др

 

Пыль над промышленными предприятиями, населенными пунктами снижает освещенность, препятствует проникновению ультрафиолета. Для нашего города это имеет особенно большое значение, так как из-за географического положения с ноября по февраль практически отсутствует  ультрафиолетовая  радиация Атмосферный воздух самоочищается. Этому способствуют водоемы, осадки, ветер, зеленые насаждения, интенсивный воздухообмен между различными слоями воздуха. При некоторых климатических особенностях этот процесс нарушается, в безветренные дни возникает смог.

А, Лондонский тип. Высокая влажность воздуха, значительное загрязнение воздуха, сравнительно низкие температуры. Загрязненный тяжелый (из-за водяных паров) воздух не поднимается наверх, остается в зоне дыхания человека, способствует развитию и обострению заболеваний дыхательной, ССС.

Б. Лос-Анжелесский тип. Высокая влажность воздуха, значительное загрязнение воздуха, интенсивная солнечная радиация. Под влиянием солнечных лучей активизируются вредные в-ва, входящие в состав выхлопных газов – фотооксиданты – меняется даже «цвет» воздуха. Загрязненный тяжелый (из-за водяных паров) воздух не поднимается наверх, остается в зоне дыхания человека, способствует развитию и обострению заболеваний дыхательной, ССС. Фотооксиданты обладают канцерогенным действием.

Скопившиеся над населенным пунктом, промышленным предприятием примеси образуют «шапку», под ней увеличивается концентрация СО₂ , накапливаются водяные пары  - наступает парниковый эффект.

По степени вредного воздействия виды топлива располагаются так: уголь нефть                                    природный газ использование электрической энергии использование энергии солнца

Некоторые предприятия выделяют в атмосферу газ – фреон. Фреон разрушает защитную озоновую оболочку - образуются «озоновые дыры», которые способствуют проникновению к Земле вредных элементов космического излучения (в том числе радиоактивных в-в, которые оказывают канцерогенное и гонадотропное действие (действие на половые клетки).

 

Защита воздушной среды.

Осуществляется по следующим направлениям:

Технологические мероприятия

Планировочные решения

Планировочные решения.

Промышленные предприятия надо строить на достаточном расстоянии от жилых кварталов. Территория между пром. предприятием и жилыми кварталами называется «санитарно-защитная зона» На этой территории рекомендуется высаживать зеленые насаждения (Кроме хвойных, так как они наиболее чувствительны к воздействию соединений серы. Размеры санитарно-защитной зоны зависят от «класса» предприятия (степени его вредного влияния). Расстояние до жилых кварталов рассчитывается с учетом ПДК  

ПДК -  предельно допустимая концентрация вещества – концентрация, при которой в-во не оказывает вредного действия. Начиная примерно с 1945 года ученые всех стран рассчитали ПДК практически для всех вредных веществ, но работа эта продолжается так как возникают все новые вредные в-ва.

 

 

К планировочным мероприятиям относится учет «розы ветров». Роза ветров – график, показывающий соотношений частоты возникновения ветров разного направления. В этом «городе» (см. рисунок) ветер чаще дует с северо-запада, прямо на город.

город

 

 

 Не рекомендуется строить жилые дома по «красной линии»

 – непосредственно вдоль тротуара и проезжей части. (Дом книги расположен на «красной линии», а  Казанский  Собор – с отступом от «красной линии» – правильно). К планировочным решениям относится также благоустройство территории, устройство газонов, высаживание зеленых насаждений.

Физические свойства воздушной среды.

Температура.

У человека минимальные затраты энергии на обмен в-в возникают при температуре воздуха 20⁰ - 25⁰. У человека температура тела – +36,6⁰ . В природных условиях температура колеблется от –80⁰ до +50⁰ . Терморегуляция (теплопродукция и теплоотдача) происходит под руководством ЦНС. В теплопродукции принимает участие мышечная система (чтобы согреться, надо двигаться), желудочно-кишечный тракт (чтобы согреться, надо поесть), сердечно-сосудистая система (людям с сердечной недостаточностью всегда холодно). Отсюда уже ясна важность физической культуры, рационального питания, закаливания (закаливание тренирует сосуды)

Теплоотдача происходит тремя основными путями:

1. Испарение – теряется 25% тепла

2. Конвекция – теряется 30% тепла

3. Излучение – теряется 45% тепла

Испарение происходит с поверхности кожи и слизистых. Чем больше влаги в воздухе, тем меньше воздух способен принять влаги от потеющего человека – тогда потение не приносит облегчения. Это характерно для климата нашего города. При низкой влажности воздуха испарение усиливается, поэтому в Средней Азии так распространена традиция частого чаепития.

 

Конвекция – отдача тепла предметам и слоям воздуха, прилегающим непосредственно к телу. И в этом случае играет роль влажность воздуха, так как наша одежда может быть насыщена водяными парами (представьте, что вы надели влажную шерстяную одежду) Поэтому при сравнительно низких температурах в нашем городе можно замерзнуть быстрее, чем, например, в Москве, где влажность ниже. Усилить конвекцию можно с помощью вентиляции.

 

Излучение – отдача тепла предметам на расстоянии. При повышении температуры стен жилых зданий (лето 2010 года) отдача тепла излучением нарушена. А зимой, когда стены холодные, излучение может быть повышено даже при нормальной температуре воздуха в помещении.

Незначительное количество тепла теряется также через органы выделения.

Для комфортного самочувствия в жилище в Санкт-Петербурге зимой должно быть +22⁰ - 24⁰ , летом - +18 - +20⁰ . Летом в Сочи - +16⁰ - +18⁰.

Кроме того, для комфортного состояния в жилище не допускаются резкие перепады температуры по горизонтали и вертикали, так как при больших перепадах происходит нарушение циркуляции крови.

· по горизонтали на все помещение допускается перепад не более 2-ух градусов (температура измеряется у наружной и внутренней стены)

· По вертикали допускается перепад не более 1-го градуса на 1 метр высоты помещения (измеряют температуру у пола и у потолка)

Влажность воздуха

Количество водяных паров в природных условиях связано с климатическими условиями: близость к водоемам, наличие осадков, передвижение воздушных масс. В жилище, других помещениях влажность может увеличиваться при скоплении людей, при приготовлении пищи, при стирке и сушке белья… Увеличению влажности способствует отсутствие вентиляции, неэффективное проветривание, использование некоторых строительных и отделочных материалов. Например: кафель, линолеум, масляная краска, лак, пластик – снижают воздухообмен.

 С гигиенической точки зрения большее значение имеет показатель относительной влажности воздуха, который отражает насыщенность воздуха водяными парами в %. Оптимальная величина относительной влажности – 40 –60%,   допустимая – 30 – 70%. При слишком низкой влажности воздуха слизистые теряют свои барьерные функции (перестают защищать организм от микробов), на слизистых появляются трещины, воспаление, происходит обезвоживание организма. Особенно тягостно это состояние для лихорадящих больных.

Стр 5

При повышенной влажности воздуха и сравнительно высоких температурах (выше 25⁰)  наступает нарушение теплоотдачи: конвекция, излучение и испарение уменьшаются (влажный воздух не воспринимает влагу с поверхности тела, холодных предметов вокруг становится меньше, даже вентиляторы становятся неэффективными, ведь они «передвигают» слишком теплый воздух). Наступает перегревание (тепловой удар). Особенно чувствительны дети.

При повышенной влажности воздуха и сравнительно низких температурах (ниже 18⁰ ) теплоотдача усиливается, возникает переохлаждение. Даже при плюсовых температурах возможна смерть от переохлаждения. Особенно часто возникают простудные заболевания.

 

Движение воздуха.

Увеличение скорости движения воздуха приводит к увеличению теплоотдачи путем конвекции и испарения. В жилых помещениях нормальной скоростью движения воздуха считается 0,1 – 0,3 м/сек. Увеличение скорости движения воздуха ощущается как дискомфортное. В спортивных залах рекомендуется 0,5 м/сек.

 

Перечисленные показатели оказывают комплексное влияние на человека. Существует понятие «зона комфорта». Это – наиболее благоприятное сочетание физических параметров воздушной среды. Для достижения рекомендуется использовать кондиционеры.

 

Атмосферное давление

Атмосферное давление на уровне моря достаточно постоянно и составляет около 760 мм. Hg (ртутного столба). Существуют колебания, которые зависят от погоды, сезона, активности солнца. Здоровые люди обычно эти колебания не ощущают. Пожилые люди и люди, страдающие заболеваниями ССС, ЦНС, суставов, отмечают ухудшение самочувствия.

Уменьшение атмосферного давления происходит при подъеме на высоту. При этом происходит снижение парциального давления кислорода. Затрудняется переход кислорода воздуха из легких в кровь и у человека начинается кислородная недостаточность.

Населенные пункты не строятся поэтому выше 2500 метров (в Гималаях есть племена, живущие на высоте около 5000 метров). Подъем на высоту выше 2500 метров требует специальных тренировок (альпинизм), использования специальной кислородоподающей аппаратуры (самолеты, космические корабли) Для людей, живущих на уровне моря, даже переезд в населенный пункт, находящийся на высоте 1500 – 2500 метров сопровождается симптомами кислородной недостаточности: одышка, учащенное сердцебиение (тахикардия), головокружение… Возможна потеря сознания. Снижение атмосферного давления происходит также при перемещении к полюсам Земли. Существует даже понятие «полярная одышка»

 

 Постепенно происходит адаптация (приспособление) В процессе адаптация у человека происходит увеличение количества эритроцитов. Каждый эритроцит получает мало кислорода (по сравнению с уровнем моря), но в сумме кислорода для организма становится достаточно. Это явление носит название – полицитемия. При погружении на глубину атмосферное давление повышается. Повышение давления переносится здоровыми людьми спокойно, но обратный процесс может привести к серьезным осложнениям – возникает кессонная болезнь (подробнее см. далее)

 

Ионизация воздуха.

В чистом воздухе преобладают легкие отрицательные ионы, в загрязненном воздухе преобладают положительные ионы. По мнению многих ученых положительные ионы. находящиеся в большом количестве в воздухе городов могут ухудшить состояние здоровья населения.

При рассмотрении вопросов влияния физических свойств воздушной среды надо учитывать также воздействие электромагнитных полей, солнечной радиации, радиоактивного загрязнения (см. далее)

Как видно из приведенных выше примеров, колебания физических параметров воздушной среды (что чаще связано с изменением погоды) может приводит к нарушениям в состоянии здоровья. Такие реакции человека называются метеотропными. Согласно одной из классификаций, различают 3 типа погоды:

1. Оптимальная – межсуточные колебания температуры – до 2⁰,скорость  движения воздуха – до 3 м/сек, колебания атмосферного давления – до 4 единиц.

2. Раздражающая – межсуточные колебания температуры – до 4⁰,скорость движения воздуха – до 9 м/сек, колебания атмосферного давления – до 8 единиц.

3.

Часть 1.Лекц. 2 и 3 - воздух

Острая - межсуточные колебания температуры – более 4⁰,скорость движения воздуха – более 9 м/сек, колебания атмосферного давления – более  8 единиц.

Стр 6

Гигиеническое значение солнечной радиации.

 

Ультрафиолетовые лучи обладают наибольшей биологической активностью.

УФ лучи оказывают общее благоприятное действие на состояние и работоспособность

 организма. Активизируется обмен веществ, иммунитет. Уф лучи

· оказывают эритемно-загарное действие

· обуславливают синтез витамина Д. При недостаточном УФ воздействии нарушается обмен кальция и фосфора, снижается прочность капилляров. У детей развивается рахит, у взрослых снижается прочность костей (остеопороз), разрушаются зубы.

· губительно действуют на микроорганизмы (бактерицидное действие) Поэтому УФ лучи используются для обеззараживания, воздуха, воды, некоторых продуктов.

· обуславливают фотосинтез