Гигиеническая характеристика атмосферы. Загрязнение атмосферного воздуха как важная экологическая и гигиеническая задача. Источники загрязнения воздушного бассейна и мероприятия о его охране.

Человек живет на дне огромного воздушного океана, ок­ружающего планету со всех сторон в виде оболочки, называемой атмосферой, размером в четверть земного радиуса, которая абсолютно необходима для существования живых ор­ганизмов. Атмосфера имеет многослойную структуру и состоит из тро­посферы, стратосферы, мезосферы, термосферы, ионосферы, экзосферы и магнитосферы.
К земной поверх­ности прилегает тропосфера — наиболее плотный слой воздуха размером 7—10 км на полюсах и 16— 18 км — над экватором. Тропосфера отличает­ся неустойчивостью физических свойств (колебаний температуры, влажности, атмосферного давления), наличием водяных паров, боль­шого количества пыли, сажи, разнообразных токсических веществ, газов, микроорганизмов. В ней постоянно происходит перемещение воздушных масс в разных направлениях. Над тропосферой находит­ся стратосфера — слой воздуха размером до 40-60 км, характери­зующийся разреженностью воздуха. Под влиянием космического и коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца в резуль­тате ионизации молекул газов воздуха, особенно кислорода, в стра­тосфере образуются молекулы озона, составляющие озоновый слой атмосферы. Озоновый слой задерживает коротковолновое УФ-излучение, которое, достигая поверхности Земли, может вызвать разнооб­разные негативные эффекты в биосфере, а в популяции человечества повысить уровень онкологической заболеваемости. Над стратосфе­рой простирается еще более разреженный слой воздуха размером до 80 км — мезосфера, выше следует термосфера — слой атмосферы высотой до 300 км, температура в котором достигает 1500 °С. За ней располагается ионосфера — слой ионизированного воздуха, размеры которого в зависимости от времени года и суток составляют 500-1000 км. Еще выше последовательно размещаются экзосфера (до 3000 км), плотность которой почти не отличается от плотности безвоздушного космического пространства, и верхняя граница атмосферы Земли - магнитосфера (от 3000 до 50000 км), в состав которой входят пояса радиации.

Состояние воздушной среды влияет на самочувствие человека, его настроение, работоспособность и здоровье. Медицина широко пользуется воздушной средой как профилактическим и лечебным фактором (закаливание, климатотерапия). Влияние воздуха на организм может быть не только положительным, но и отрицательным. Изменение состава и физических свойств воздуха может привести к различным заболеваниям как в результате непосредственного, так и опосредованного влияния через одежду, почву, жилище.

Основные источники и загрязнители атмосферного воздуха, населенных мест:

-автомобильный транспорт; черная металлургия
-производство электрические и тепловой энергии на тепловых электростанциях; добыча и переработка нефти; хим. Промышленность.
-цветная металлургия;
-угольная промышленность;

 

Меры по охране атмосферного воздуха от загрязнений.

1)Технологические мероприятия. Заключаются в совершенствовании технологий с целью уменьшения кол-ва вредных выбросов в атмосферу. Технологич. мероприятия можно осуществлять по след. направлениям:
-Замена токсичных веществ, использующихся в производственном цикле, на менее токсичные.
-Замена сухих методов работы мокрыми.
-Герметизация и автоматизация производственного процесса.
-Создание замкнутых технологических циклов, безотходных производств и тд.

2)Санитарно-технические мероприятия – организация очистки промышленных выбросов на очистных сооружениях. Очистка может осуществляться следующими методами:
1. Использование  сухих  механических пылеулавливателей (пыле отстойная камера, циклон)
2.Использование фильтров (матерчатые, бумажные, масляные фильтры, электрофильтры и др)
3.Мокрая газоочистка (гравийный фильтр, полый скруббер) и др.

3)Планировочные мероприятия. Заключаются в правильном взаиморасположении промышленных и жилых зон.
1. Удаление жилых и промышленных зон друг от друга с созданием санитарно-защитных зон (разрывов), которые лучше озеленять газоустойчивыми растениями. Ширина санитарно-защитной зоны зависит от предприятия и обычно составляет от 50 до 1000 метров.
2.Взаимное расположение предприятий и жилых зон с учетом направления преобладающих ветров.

4) Установление предельно допустимых концентраций (ПДК).

1.Пыльможет вызывать атрофические заболевания, заболевания легких

-силикозы (вызываются пылью, содержащей двуокись кремния), гнойничковые заболевания кожи, заболевания глаз (конъюнктивиты и др.), снижение иммунитета и др.

2.Сажа содержит большое количество канцерогенных веществ, болезнь трубочистов - рак кожи.

3.Сернистый газ (диоксид серы, сернистый ангидрид). Образуется при сгорании любого вида топлива. Особенно много сернистого газа образуется при сгорании каменного угля. Сернистый ангидрид токсичен. Во влажном воздухе сернистый ангидрид присоединяет воду с образованием сернистой кислоты. Из сернистой кислоты образуется серная кислота. Серная кислота воздействует на слизистые оболочки (дыхательной системы, ЖКТ), разрушает их, что способствует возникновению инфекционных заболеваний. Кроме того большое количество сернистого газа в воздухе может приводить к нарушению окислительно-восстановительных процессов, ферментативной активности, нарушению высшей нервной деятельности и др. Сернистый газ губительно действует на зеленые растения.

 

5.Физические свойства воздуха, их гигиеническая оценка, методы определения.

К физическим свойствам воздуха относятся температуру, влажность, скорость движения, барометрическое давление, напряжение солнечной радиации, радиоактивность, электрическое состояние, а также химический состав, механические примеси (пыль, дымы), микроорганизмы. Физические свойства атмосферного воздуха связаны с климатическими особенностями региона. В жилых и общественных зданиях физические свойства воздуха более стабильны, потому что в них поддерживается микроклимат за счет вентиляции и отопления. Температуру воздуха в помещении измеряют ртутными и спиртовыми термометрами. Термометры градуируются в градусах Цельсия, Фаренгейта. Максимальный термометр — ртутный. Сохраняет показание самой высокой температуры, имевшей место наблюдения, за определенный период. Минимальный термометр — спиртовой. Внутри капиллярной трубки, в спирту, находится небольшой подвижный штифт. Перед наблюдением поднимают нижний конец термометра, штифт касается поверхности спирта, затем устанавливают термометр горизонтально. При повышении температуры спирт расширяется, свободно проходит мимо штифта, не сдвигая его с места. При понижении - столбик спирта укорачивается, поверхностная пленка увлекает за собой штифт вниз и устанавливает его в положении, соответствующем минимуму наблюдавшейся температуры. Отсчет температуры производят по концу штифта, наиболее удаленному от резервуара термометра. Электротермометры применяют для измерения температуры стен. Термограф—прибор для установления пределов колебаний, температуры в течение рабочего дня, суток, недели, месяцев.

Определение влажности воздуха
Влажность воздуха определяется психрометрами и гигрометрами. По показаниям психрометров рассчитывают абсолютную и относительную влажность. Гигрометры показывают непосредственно относительную влажность. Принцип психрометрии заключен в определении показаний двух термометров, шарик одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра ниже, чем сухого.
Аспирационный психрометр Ассмана состоит из двух ртутных термометров, заключенных в металлические трубки, через которые просасывается исследуемый воздух с помощью вентилятора. Трубки защищают резервуары термометров от лучистой энергии и обеспечивают постоянную скорость движения воздуха вокруг термометров (2 м/с). Резервуар влажного термометра обернут кусочком батиста, конец которого необходимо смочить. Психрометр подвешивается в исследуемой точке на расстоянии 1,5 пола. Вентилятор дважды заводят ключом.
Отсчет производится после установления постоянной скорости просасывания воздуха (через 4-5 минут летом и через 15-20 минут зимой). Чем суше воздух, тем интенсивнее будет испарение и тем более низкую температуру будет показывать влажный термометр. Вычисление абсолютной влажности производят расчетным путем.

Гигрометр волосяной предназначен для непосредственного определения относительной влажности. Его воспринимающей частью является обезжиренный человеческий волос, способный удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в сухой. Изменения длины волоса передаются стрелке, указывающей на шкале относительную влажность в %. Продолжительность наблюдения 20-30 минут. Гигрометр подвешивают на стене вдали от источников тепла.        

Гигрометр психрометрический состоит из двух термометров со шкалой и психрометрической таблицы. Метод основан на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разностью показаний «сухого» и «влажного» термометров. Зная показания «сухого» термометра и разность показаний «сухого» и «влажного» термометров, по психрометрической таблице определяют относительную влажность воздуха.

Гигрограф предназначен для регистрации, непрерывных изменений относительной влажности. Используют суточные, недельные гигрографы. Прибор состоит из пучка обезжиренных человеческих волос, натянутого на раму и закрепленного с обоих концов. Длина волос меняется с изменением относительной влажности, что ведет к смещению рычага. Его движение передаётся стрелке пером, вычерчивающем на ленте вращающегося барабана кривую хода относительной влажности воздуха.

Величину атмосферного давления определяют с помощью ртутных и металлических барометров. Барометр-анероид представляет собой гофрированную металлическую коробку, из которой выкачан воздух: При увеличении атмосферного давления стенки анероидной коробки прогибаются внутрь, при уменьшении выпрямляются. С помощью пружины и системы рычажков эти колебания передаются стрелке, движущейся по циферблату. Шкала барометра градуирована в миллиметрах ртутного столба или паскалях.

Барограф используют для непрерывных наблюдений за колебаниями атмосферного давления. Прибор состоит из ряда соединенных друг с другом анероидных коробок. При изменении давления крышки этих коробок перемещаются, что передается по системе рычажков стрелке с пером. Стрелка отмечает соответствующее давление (в мм рт.ст.) на диаграммной ленте, натянутой и закрепленной на вращающемся барабане часового механизма. Барабан вращается со скоростью одного полного оборота в неделю. На ленте получается запись в виде кривой с указанием дней и часов. Величина давления выражается в мм рт.ст. или в гектапаскалях — гПа. Обычные колебания атмосферного давления составляют 760±20 мм рт.ст. или 1013±26,5 гПа (гПа = 0,7501 мм рт.ст.).

Для определения больших скоростей движения воздуха (до 50 м/с) используют приборы - анемометры для измерения малых скоростей движения воздуха в помещениях (от 0,1 до 2 м/с) применяют кататермометры.
Чашечный анемометр используется для определения движения воздуха от 1 до 50 м/с, крыльчатый- 0,5-15 м/с. При работе с анемометром необходимо, чтобы его лопасти 1-2 минуты вращались вхолостую для принятия постоянной скорости вращения. Направление воздушных течений должно быть перпендикулярным к плоскости вращения лопастей. Затем с помощью рычага включают счетчик, по секундомеру отмечают время наблюдений. Вычисляют разницу в показаниях счетчика до и в конце измерения, результат делят на время работы анемометра и умножают на поправку, указанную в паспорте (для чашечного анемометра) или пересчитывают по графику (для крыльчатого анемометра).

Электроанемометр позволяет определить скорость движения воздуха от 0,03 до 5 м/с и его температуру в пределах от 10 до 60 С.
Кататермометры бывают с цилиндрическим или шаровидным резервуаром, заполненным подкрашенным спиртом.
Кататермометр Хилла — цилиндрический, его шкала разделена на градусы от 35 до 38. Во время работы прибор опускают в горячую воду (около 80 С) и нагревают до тех пор, пока спирт не поднимется до 1/2 - 2/3; верхнего резервуара. После этого кататермометр вытирают насухо и вешают на штативе. С помощью секундомера отмечают время спуска столбика спирта с 38 до 35 С (в сек.). Опыт повторяют 2-3 раза и вычисляют среднее значение. При охлаждении кататермометр теряет некоторое количество тепла. Эта величина постоянная для каждого прибора и называется фактором кататермометра (F). В холодной атмосфере падение столбика спирта протекает быстрее, чем в теплой.

Шаровой кататермометр имеет температурную шкалу от 33 С до 40 С.

Нагревание прибора осуществляется при температуре воды 65-70 С. Наблюдение за охлаждением кататермометра производится в пределах различных интервалов при условии, что средняя арифметическая верхнего и нижнего значения температуры равна 36,5 С (40-33 С; 39-34 С; 38-35 С).