Атмосферный воздух как окружающая среда

Физические свойства атмосферного воздуха связаны с климатическими особенностями географического региона. Газообразные и пылеобразные примеси воздушной среды зависят от характера, источника их поступления, условий разбавления и процессов самоочищения в атмосфере.

Давно известна связь ряда электрометеорологических факторов с определенными изменениями в организме человека. Полагают, что наиболее важное биологическое значение по постоянству действия принадлежит ионизации воздуха. Это процесс расщепления газовых молекул и атомов под влиянием ионизаторов на электроны и остатки, заряженные равным количеством положительного электричества. Таким образом, появляется пара противоположно заряженных первичных легких атмосферных ионов, которые затем превращаются в тяжелые, участие которых в электропроводности воздуха ничтожно. Повышенная концентрация легких ионов, особенно отрицательных, может иметь оздоровительное и терапевтическое значение.

Источником радиоактивности воздушной среды являются космические лучи и излучения, возникающие при радиоактивном распаде естественных и искусственных радиоактивных элементов.

Источниками загрязнения атмосферного воздуха являются автотранспорт, промышленные предприятия и в сельской местности ядохимикаты.

Погода - это состояние физических процессов, происходящих в атмосфере в данный момент времени на ограниченном участке земной поверхности. Важнейшими элементами метеорологического комплекса, составляющего погоду, является солнечная радиация, температура, влажность, атмосферные осадки и ряд оптических и электрических явлений в атмосфере.

Существуют периодические и апериодические изменения погоды. Пе­риодические изменения погоды происходят постепенно в течение дня или года. Апериодические изменения погоды связаны с течением воздушных масс.

Смена погоды обусловлена заменой воздушной массы над той или иной территорией. В зависимости от происхождения воздушные массы делятся на арктический воздух, воздух средних широт, тропический воздух. Наиболее резкие изменения погоды отмечают при прохождении над территорией так называемого фронта, т.е. пограничного слоя между двумя разными по своим особенностям воздушными массами. В участках с пониженным атмосферным давлением возникают циклоны. Антициклоны образуются в участках с повышенным атмосферным давлением.

Различают несколько типов погоды: жаркая, сухая, теплая, облачная, дождливая. Выделено 4 климатических района по признаку средних температур января и июля: холодный, умеренный, теплый и жаркий.

Климат - это многолетний режим погоды, обусловленный климатообразующими факторами или обычное, ежегодно повторяющееся состояние погоды в данной местности. Климатообразующими факторами являются: географическая широта и долгота, характер подстилающей поверхности, рельеф местности, деятельность человека.

Установлена определенная связь между резкими изменениями погоды и состоянием здоровья определенных больных. Значительное понижение давления часто с одновременным выпадением осадков, повышением влажности и подъемом температуры воздуха оказывают неблагоприятное влияние на лиц, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, особенно гипертонической болезнью, вызывая у них приступы стенокардии, одышку, головную боль. Отмечена зависимость сосудистых кризов при гипертонической болезни от изменения геомагнитного поля и перемен в ионизационном состоянии атмосферы. Низкие температуры воздуха, высокая влажность, колебания барометрического давления и электрического потенциала атмосферы рассматриваются как факторы, вызывающие приступы бронхиальной астмы. С резкими изменениями погоды связывают также появление спастических приступов боли у больных язвенной, желчно-каменной и почечно-каменной болезнями.

В период резких колебаний метеофакторов возникают "сезонные заболевания". К сезонным относятся такие простудные заболевания как грипп, катар верхних дыхательных путей, ангина и другие.

Неблагоприятные реакции организма, связанные с изменениями погодных условий называют метеотропными. Эти реакции возникают у людей определенной предрасположенности, метеолабильность которых зависит от состояния их физиологических систем.

Акклиматизация - процесс активного приспособления организма к непривычным для него климатическим условиям. При акклиматизации привычный уровень равновесия организма с внешней средой перестраивается и постепенно, в различные сроки, вновь устанавливается более или менее устойчивое равновесие.

В физиологическом отношении акклиматизация есть способность организма осуществлять для себя наиболее выгодные соотношения с новыми климатическими условиями, связанные с образованием нового динамического стереотипа, который возникает путем установления временных и постоянных рефлекторных связей с внешней средой через ЦНС.

Основными адаптивными реакциями на севере являются увеличение теплопродукции, возрастание размеров грудной клетки, увеличение гемоглобина в крови. Относительное увеличение гамма-глобулинов и уровня минерализации скелета также можно рассматривать как факторы, повышающие выносливость организма в условиях низких температур.

Акклиматизация на Севере проходит в три фазы (по Данишевскому Г.М.): 1)начальная, для которой характерны физиологические сдвиги; 2) перестройка динамического стереотипа, реализующаяся по благоприятному и неблагоприятному вариантам; 3) стойкая акклиматизация.

К жаркому климату человек приспосабливается тяжелее. Процесс адаптации протекает также в три фазы:

1) подготовительная (предохранительная) - происходит соответствующее распределение воды и солей в организме для обеспечения потребностей в терморегуляции;

2) напряжения – данная фаза характеризуется сгущением крови, увеличением ее вязкости, количества эритроцитов и содержанием гемоглобина;

3) восстановительно-адаптационная - характеризуется восстановлением или приближением к исходным величинам некоторых показателей крови и ряда других функций организма.

 В процессе акклиматизации к жаркому климату наблюдаются реакции со стороны сердечно-сосудистой, дыхательной и выделительной систем (урежение пульса, снижение уровня артериального давления на 15-25 мм. рт. ст., уменьшение частоты дыхательных движений, более равномерное распределение по поверхности тела кожного сала, более интенсивное и равномерное испарение пота). Процесс адаптации облегчается при рациональной одежде, жилье, питании, питье.

Организм человека обладает совершенными механизмами терморегуляции – физической и химической, которые позволяют ему приспосабливаться к различным температурным условиям и кратковременно переносить без ущерба для здоровья значительные колебания температуры. В соответствии с внешней температурой вступает в действие, как механизм выработки тепла, так и механизм, регулирующий его потерю.

Химическая терморегуляция - выработка тепла организмом за счет окислительных процессов. При высокой температуре воздуха окислительные процессы снижаются, и теплообразование уменьшается, при низкой – происходит обратное. Температура тела человека при этом остается постоянной.

Физическая терморегуляция обеспечивает увеличение или уменьшение теплоотдачи. При высокой внешней температуре кожные сосуды расширяются, увеличивается выделение воды потовыми железами, повышается температура кожи и в результате этого отдача тепла с поверхности тела возрастает; при низкой температуре кожные сосуды сужаются, кровь перемещается к внутренним органам, кожа охлаждается и поэтому разница между температурой кожи и воздуха становится меньше, отдача тепла уменьшается.

Пути теплоотдачи. Физическая терморегуляция осуществляется следующими путями:

1) радиация - излучение тепла в сторону более холодных предметов и поверхностей;

2) испарение влаги путем потоотделения;

3) конвекция - нагревание прилегающего к поверхности тела слоя воздуха с последующим его смещением;

4) кондукция – теплопроведение за счет разности температуры поверхности тела и соприкасающихся с ним поверхностей.

Вместе с тем лишь испарение может рассматриваться как теплоотдача в чистом виде, в то время как другие пути могут явиться и путями накопления тепла в организме. Если температура среды будет выше температуры поверхности тела, пути конвекции, радиации и проведения превращаются в факторы тепловой нагрузки.

Однако возможности терморегуляции не безграничны и нарушение теплового равновесия может стать причиной глубоких патологических сдвигов. При особо неблагоприятных условиях может наступить тепловой удар (высокая температура и влажность, безветрие), а при действии прямых солнечных лучей на открытую голову возникает солнечный удар. В условиях низкой температуры воздуха возникает опасность переохлаждения организма вследствие усиленной теплоотдачи.

Детям и подросткам свойственна большая чувствительность к изменению микроклимата в связи с возрастными особенностями теплорегуляции. Кожа ребенка по сравнению с кожей взрослых отличается рядом особенностей: она относительно тоньше, в ней больше капилляров, и кроме того, чем моложе ребенок, тем большая поверхность кожи приходится на 1 кг массы тела (например, у новорожденного на 1 кг массы тела приходится 704 см² поверхности кожи, у ребенка 1 года – 528 см², 6 лет – 456 см², 15 лет – 378 см², у взрослого – 221 см²). Эти особенности кожи детей обуславливают значительно большую теплопотерю по сравнению с организмом взрослых. Для детей характерна несовершенность процессов физической терморегуляции, в основе которой лежит вазомоторная функция вегетативной нервной системы. Уровень зрелости и тренированности функций терморегуляции детей постепенно повышается по мере их взросления.

Высокая чувствительность детского организма к микроклиматическим условиям выдвигает необходимость обеспечения теплового комфорта помещений и тренировки приспособительных механизмов.