Влияние на организм человека

Тема: «Атмосферный воздух его физические и химические свойства, гигиеническое и экологическое значение. Загрязнение атмосферного воздуха и его роль в формировании патологии среди взрослого и детского населения».

План.

1. Физические свойства воздуха – температура. Влажность. Подвижность воздуха. Атмосферное давление, электрическое состояние, их гигиеническое значение. Характеристика солнечной радиации. Влияние на организм.

2. Химический состав атмосферного воздуха и его гигиеническое значение – постоянные составные части воздуха, газообразные примеси, микроорганизмы, механические примеси. Влияние на организм.

3. Адаптация организмов к факторам внешней среды.

4. Типы влияния загрязнения среды на здоровье.

5. Мероприятия по профилактике загрязнений атмосферного воздуха

6. Санитарная охрана атмосферного воздуха

 

Самостоятельно- презентация «Строение земной атмосферы (тропосфера, стратосфера, ионосфера).

Домашнее задание: «Гигиена»: Учеб.пособие / И.И.Бурак, В.П.Филонов, -Мн.: Выш.шк.2004. – 256с. Стр.15 – 24.

1. Физические свойства атмосферного воздуха; Температура воздуха

Атмосфера. В жизни наземных организмов играют роль многие экологические факторы: состав воздуха, ветры, рельеф земной поверхности, климат.

Атмосфера – воздушная среда вокруг Земли. Состав воздуха у поверхности Земли: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, незначительное количество углекислого газа (0,03%), неона, гелия, водорода. До высоты 20 км. Содержится водяной пар, в результате его конденсации образуются облака и осадки. На высоте 20-25 км расположен слой озона, выше 100 км возрастает доля легких газов, на больших высотах преобладают гелий и водород. Атмосфера имеет слоистое строение, которое обусловлено в первую очередь особенностями распределения температуры по высоте (тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера). Нагревание атмосферы неодинаково, что способствует развитию циркуляции. Для жизнедеятельности организмов наибольшее значение имеют кислород, азот, водяные пары, углекислый газ, озон. Атмосфера пребывает в непрерывном движении, массы воздуха перемещаются по механизму объемного потока за счет энергии, получаемой от Солнца. В глобальном масштабе атмосферная циркуляция важна для распределения воды на планете, одновременно распространяются и газы-загрязнители, выделяемые промышленными предприятиями. Причиной циркуляции атмосферы является вращение Земли и неравномерность нагревания земной поверхности, зависящая от угла падения солнечных лучей. Благодаря сложной системе воздушных течений формируется климат, сглаживаются контрасты температуры, усредняется состав основных компонентов воздуха. К устойчивым воздушным течениям относятся пассаты с общим направлением от субтропических районов к экватору. В умеренных широтах преобладают течения с запада на восток, включающие крупные вихри – циклоны и антициклоны. Основные зоны атмосферы: тропосфера (8-18 км), стратосфера (18-55), мезосфера (55-85), термосфера (85-1000). На высоте 20-40 км находится озоновый слой. В стратосфере возникают струйные течения со скоростями ветра до 100-150 м/с.

Температура воздуха является основным метеорологическим показателем, характеризующим тепловое состояние воздушной среды.[Температура воздуха выражается в градусах шкалы Цельсия (50 0С]. Температура воздуха зависит от степени нагрева солнечными лучами подстилающего слоя почвы или воды, которые передают тепло воздуху.

Минимальная температура воздуха в течение суток отмечается перед восходом солнца, а максимальная - в 13-15 ч.

Разность между наибольшей и наименьшей температурами воздуха за сутки называется суточной амплитудой. Этот показатель имеет также определенное гигиеническое значение при характеристике климатогеографических районов. Так, наибольшая суточная амплитуда температуры воздуха отмечается в глубине континентов (например, в пустыне - до 60,5 0С), наименьшая - по мере приближения к морям и океанам. Разность между температурами воздуха самого теплого и самого холодного месяцев года называется годовой амплитудой. Для человека, живущего в умеренных широтах, комфортной считается температура воздуха от 20 до 25,5 0С.

Под влиянием низких температур теплоотдача организма усиливается, снижается температура кожи, ослабляется болевая чувствительность, появляется сонливость.

Влажность воздуха

Источником образования водяных паров, определяющих влажность атмосферного воздуха, являются реки, озера, моря и океаны, а также почва и растительный покров.

Различают влажность:

1. абсолютную ( более точно - упругость водяных паров),

Упругость водяных паров в воздухе (е) - это содержание влаги, выраженное в единицах атмосферного давления (кПа, миллибары, мм рт. ст.), абсолютная влажность (а) - концентрация водяного пара в воздухе (г/м 53 0).

2. Максимальная влажность (Е) - это упругость водяных паров в состоянии насыщения ими воздуха (кПа, мб, мм рт. ст. или г/м 53 0).

Температура при которой водяные пары в воздухе достигают насыщения, т.е. влажность становится максимальной и начинает конденсироваться, называется точкой росы.

3. Относительная влажность (r) представляет собой отношение фактической упругости водяных паров в воздухе (или абсолютной влажности) к максимально возможной влажности воздуха при данной температуре и выражается в процентах: r=e/E*100%

Дефицит насыщения воздуха влагой (d) - это разница между максимальной влажностью (Е) и фактической упругостью пара (е): d = Е - е

Установлено, что при температурах 18-20⁰ С и скорости движения воздуха 0,1-0,3 м/с наиболее оптимальной для организма человека является относительная влажность в диапазоне от 40 до 60%. При высоких значениях температуры и относительной влажности затрудняется отдача тепла за счет испарения, при этом может наступить перегревание организма, сопровождающееся ухудшением самочувствия и снижением работоспособности. Сочетание высокой температуры воздуха и низкой относительной влажности вызывает сухость слизистых оболочек и появление микротрещин на кожных покровах. Сочетание низкой температуры и высокой влажности воздуха вызывает усиление теплоотдачи и тем самым способствует развитию переохлаждения организма. Следовательно, высокую влажность воздуха при высоких и низких температурах следует расценивать как неблагоприятных фактор окружающей среды, т.к. она способствует развитию как переохлаждения, так и перегревания. Организм человека легче переносит сухой воздух, чем сырой.

Биологические значение влажности: влияние на терморегуляцию и увлажнение слизистых. Оптимальной для человека является относительная влажность 50%.

Движение воздуха

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА

Движение воздушных масс возникает из-за неравномерного распределения атмосферного давления и температуры воздуха. Оно характеризуется направлением и скоростью. Учитывать направление движения воздуха необходимо при занятиях многими видами спорта и прежде всего, такими как парусный, буерный, планерный, парашютный и др. Данные о преобладающем направлении движения воздуха в определенной местности имеют важное значение при проектировании и строительстве спортивных сооружений: они позволяют правильно выбрать место для спортивных сооружений, а так же расположить их с не ветреной стороны по отношению к промышленнымпредприятиям, которые могут загрязнять воздух дымом и газом.

Определение направления движения воздуха помогает так же составить прогноз погоды, который следует учитывать при организации тренировок и соревнований. Например, в европейской части СССР летом восточный ветер обычно приносит сухую погоду, западный- более прохладную и дождливую, юго- западный- облачность, осадки, северо- восточный- ясную погоду; зимой восточный ветер приносит холодную погоду, западный- теплую, юго- восточный- потепление, осадки, северо-восточный- похолодание, уменьшение осадков.

Направление движения воздуха определяется по точке горизонта, откуда дует ветер. Весь горизонт разбивают на восемь румбов:

1) север

2) северо- восток

3) восток

4) юго- восток

5) юг

6) юго- запад

7) запад

8) северо-запад

Обозначая промежуточные румбы, указывают оба румба между которыми находится данное направление, ставя первым, но по порядку основной румб (обычно пользуются начальными буквами названий стран света). Например, если направление ветра находится между севером и северо-востоком, то промежуточный румб называется ССВ (северо северо-восток)

Для изучения преобладающих направлений ветров в данной местности используют специальную схему, получившую название «роза ветров». На схеме стран света откладывают от центра на нужных румбах отрезки по длине, соответствующие числу наблюдающихся ветров за данный период. Концы отрезков соединяют прямыми линиями. Отсутствие ветра (штиль) обозначаетсяокружностью в центре графика, радиус которой соответствует количеству дней безветренной погоды. Составленная таким образом роза ветров показывает преобладающее направление движения воздуха в данной местности. При проектировании и строительстве спортивных сооружений, используемых круглогодично или в различные сезоны, необходимо учитывать соответствующую этим периодам розу ветров.

Скорость движения воздуха- существенный фактор, оказывающий влияние на теплообмен человека наряду с температурой и влажностью воздуха.

При низкой температуре большая скорость движения воздуха способствует охлаждению организма. Ветер вытесняет из-под одежды нагретый воздух и усиливает его движение вокруг тела. При высокой температуре движущийся воздух увеличивает отдачу тепла за счет конвекции и испарения пота. Однако это благоприятное явление ветра наблюдается в случаях, когда температура воздуха ниже температуры тела. Если температура воздуха превышает температуру тела, движущийся воздух вместо охлаждения способствует нагреванию организма.

Скорость движения воздуха оказывает определенное нервно-психическое действие. Прохладный и умеренной силы ветер тонизирует организм, а сильный и продолжительный вызывает возбуждение и раздражение. Неприятен так же для человека и постоянный шум ветра. Сильный встречный ветер препятствует передвижению спортсменов при ходьбе, беге, езде на велосипеде, гребле и т.п. Он так же затрудняет дыхание в этих условиях.

В спортивной практике часто возникает необходимость определять и учитывать скорость движения воздуха. Она играет большую роль во время тренировок и соревнований, прежде всего в таких видах спорта как: парусный, парашютный, буерный, планерный и др. При занятиях на открытом воздухе нужно всегда учитывать влияние скорости движения ветра на теплообмен и нервно-психическое состояние спортсмена. По возможности на тренировках следует создавать условия, исключающие не благоприятное действие ветра на организм.

Скорость ветра необходимо так же учитывать при определении спортивных результатов. Так, например, в правилах соревнований по лёгкой атлетикеуказывается, что рекорды в беге по прямой и прыжках в длину не регистрируется, если скорость попутного ветра превышает 2 м/с. Определенное значение имеют данные о скорости движения воздуха при оценке микроклиматических условий и расчетах эффективности вентиляции в закрытых спортивных сооружений.

В летнее время в зависимости от температурных условий и вида деятельности, теплоотдача организма улучшается при скорости движения воздуха 1-4 м/с. Ветер, имеющий скорость движения выше 6-7 м/с, обычно оказывает раздражающее действие. Для жилых помещений скорость движения воздуха не должна превышать 0,1-0,3 м/с. Скорость движения воздуха в зонах нахождения занимающихся спортом может быть: в крытых бассейнах 0,2 м/с; в спортивных залах для борьбы, настольного тенниса и в крытых катках 0,3 м/с, в остальных спортивных залахдля занятий 0,5 м/с.

Следует так же отметить, что на терморегуляцию влияют и тепловые (инфракрасные) лучи, идущие от солнца или других нагретых предметов. При высокой температуре окружающей среды тепловые лучи способствуют перегреванию организма, а при низкой температуре инфракрасная радиация помогает поддерживать тепловой баланс. При наиболее благоприятном сочетании температуры, влажности, скорости движения воздуха и других факторов, человек испытывает приятное ощущение, у него отмечается тепловое равновесиеи нормальное течение всех физиологических функций. Такие метеорологические условия принято называть комфортом. И наоборот, сочетание метеорологических факторов, которые нарушают теплорегуляцию организма, называют дискомфорт.

Высокая температура и влажность воздуха, отсутствие его движения и значительная интенсивность солнечной радиации являются весьма не желательными при выполнении физических упражнений. В этих случаях вследствие ушудшения условий теплоотдачи, повышения теплопродукции и большой тепловой нагрузки может быстро наступить перегревание организма. Низкая температура и высокая влажность воздуха при сильном ветре способствуют значительному охлаждению организма и могут послужить причиной различных простудных заболеваний. При занятиях физическими упражнениями в таких условиях появляется опасность возникновения у спортсменов простудных заболеваний и отморожений…

Атмосферный воздух находится в состоянии постоянного движения. Причина этого явления - разное давление воздуха в различных районах суши и моря, облусловленное, в свою очередь, различием теплового баланса в этих регионах. Движение воздуха характеризуется скоростью (м/с) и направлением ветра, определяемым по сторонам горизонта, откуда он дует: северный (норд), южный (зюйд), восточный (ост), западный (вест). Для любого географического района характерна определенная повторяемость ветров - роза ветров.

Гигиеническое значение движения воздуха определяется прежде всего тем, что оно усиливает эффект теплоотдачи. При высоких температурах воздуха его движение увеличивает теплоотдачу с поверхности тела и предупреждает тем самым перегревание организма, при низких - способствует переохлаждению организма.

Атмосферное давление

Атмосферное давление равномерно уменьшается с высотой. На долю каждого газа в составе воздуха приходится часть общего атмосферного давления – парциальное давление. Если атмосферное давление снижается, то снижается и парциальное давление отдельных газов, в том числе и кислорода. На высоте 1 000 м. над уровнем моря давление равно 674 мм. рт.ст., а парциальное давление кислорода – 141 мм рт.ст. На высоте 3 000 м. парциальное давление кислорода – 110 мм рт.ст. При парциальном давлении кислорода 140 мм рт.ст. наблюдаются первые признаки кислородного голодания (гипоксии): головокружение, слабость мышц, одышка, сердцебиение. Организмы чувствительны и к концентрации СО₂. При концентрации 3-4% у человека наблюдается головная боль, шум в ушах, замедление пульса. 10%-ное содержание СО₂ приводит к потере сознания и смерти. В жилых помещениях уровень содержания СО₂ не должен превышать 0,1%.

Повышение атмосферного давления приводит к изменению физиологических показателей: учащается пульс и частота дыхания, уменьшается максимальное и повышается минимальное артериальное давление, возрастает жизненная емкость легких, понижается кожная чувствительность, усиливается перистальтика кишечника.

Понижение давления сопровождается уменьшением парциального давления кислорода. Симптомы «высотной» болезни (при быстром подъеме на высоту 8 км): сонливость, тяжесть в голове, нарушение координации движений, эйфория, сменяющаяся апатией, зрительные расстройства.

Масса воздуха приводит давление на земную поверхность, равное на уровне моря при температуре 0 С 1,033 кг/см кв. Это давление соответствует давлению ртутного столба высотой 760 мм и называется нормальным. В настоящее время атмосферное давление принято измерять в гектопаскалях (гПа). Следует сказать, что 760 мм рт ст равно 1000 гПа (1 мм рт ст равен 1,33 гПа).Суточные колебания атмосферного давления обычно не превышает 5-8 гПа, сезонные - не более 40 гПа и не оказывает существенного влияния на организм человека здорового. Однако пожилые и больные люди, у которых снижены функциональные возможности организма, в особенности страдающие гипертонической болезнью, очень чувствительны к перепадам атмосферного давления, что связывается с соответствующими изменениями парциального давления кислорода.

С подъемом на высоту атмосферное давление снижается в среднем на 110-120 гПа. При быстром подъеме на высоту более 2500 м возникают явления высотной, или горной болезни, связанные с резким понижением атмосферного давления. Для нее характерны слабость, сонливость, головокружение, одышка, цианоз слизистых оболочек. По мере увеличения времени пребывания на высоте и развития адаптации к пониженному парциальному давлению кислорода во вдыхаемом воздухе указанные симптомы постепенно проходят.

Электрическое состояние

Характеризуется ионизацией- процесс образования электрозаряженных частиц различной природы. Она происходит под влиянием радиоактивных веществ, ультрафиолетовых, рентгеновских, космических лучей. В результате ионизации образуются легкие и тяжелые отрицательные и положительные ионы.

Легкие ионы существуют самостоятельно или присоединяются к нейтральным молекулам кислорода озона, азота и его оксидов.Тяжелые ионы чаще всего присоединяются к частицам дыма, пыли, тумана. Параллельно с процессами ионизации в воздухе происходят процессы нейтрализации ионов.й поверхности этот коэффицент равен 1,1 – 1,3. В сельской местности содержится в среднем 4000 легких ионов в 1см³ воздуха, а в промышленных городах – от 40 до 400.

Биологическое действие отрицательных легких ионов заключается в тонизирующем действии стимуляции обмена веществ и деятельности центральной нервной системы.Положительные ионы снижают тонус организма, вызывают сонливость, депрессию, повышают артериальное давление.

В результате взаимодействия отрицательные заряды Земли и положительного заряда воздуха образуется электрическое поле.Во время грозы его напряженность возрастает в сотни тысяч раз. Биологическое действие электрического поля обусловлено влиянием на электрофизиологические процессы в организме и самочувствие человека.

Магнитное поле.

Магнитное поле Земли образуется под влиянием Солнца. Быстрое изменение магнитного поля (магнитная буря) возникает в связи с увеличенным притоком заряженных частиц с поверхности Солнца в период повышения его ативности. Во время магнитных бурь усиливаются процессы торможения в ЦНС, возрастаетчастота обострений нервно-психических заболеваний, ухудшается самочувствие и снижается работоспособность.

Солнечная радиация.

Солнечная радиация -полный поток радиации, поступающий за 1 мин на 1 см² площади, перпендикулярной к направлению солнечных лучей. Основное количество энергии Солнца поступает в виде коротковолновой радиации (320-400 нм). Это видимая часть спектра. Свет проникает сквозь атмосферу и нагревает подстилающую поверхность. Нагретая поверхность излучает тепло в инфракрасном диапазоне.

Солнце является единственным источником тепла и света на Земле. Солнечная радиация представляет собой интегральный поток электромагнитных и корпускулярных излучений. В гигиеническом отношении особое внимание придается оптической части солнечного спектра, включающей:

Инфракрасные (760 – 400 Нм),

Ультрафиолетовые (400 – 280 Нм),

Видимые (760 – 400 Нм) лучи.

Гигиеническое значение интегрального потока солнечной радиации заключается в стимуляции физиологических процессов, улучшении самочувствия, повышения общего тонуса и работоспособности. Кроме того ультрафиолетовые лучи обуславливают пигментацию кожи, обладают общестимулирующим, антирахитическим и бактерицидным эффектами, а инфракрасные лучи прогревают ткани. Видимые лучи раздражают зрительный анализатор, участвуют в образовании суточных ритмов и фотопериодизма, стимулируют физиологические функции, оказывают влияние на эмоции и психику. Так, возбуждение вызывают красно-оранжевые лучи, торможение – сине-фиолетовые, а чувство покоя – желто-зеленые.

При повышенной интенсивности инфракрасные лучи приводят к ожогам, катаракте, понижению иммунитета, в тяжелых случаях – ожоги, дерматиты, фотоофтальмия, злокачественные опухоли. При недостаточной ультрафиолетовой радиации (солнечное голодание) у детей может развиться рахит, у взрослых – остеопороз.При пониженной видимой радиации ухудшается функция зрения, нарушаются суточные ритмы.

 

Влияние на организм человека

В процессе своей жизнедеятельности человек постоянно соприка­сается со многими факторами внешней среды, и эти факторы, естес­твенно, оказывают на организм человека определенное влияние. Од­ним из таких факторов является воздушная среда. Воздух играет самую важную роль в повседневном обмене веществ в организме человека. Человек может в течение длительного времени существовать без пищи и воды, но без воздуха может прожить всего несколько минут. Поэтому важнейшим условием здоровой окружающей среды является наличие чистого и комфортного по своим характеристикам воздуха.

Показателями качества воздуха являются: его физические свойс­тва (температура, влажность, скорость движения, барометрическое давление, электрическое состояние и радиоактивность), химический и бактериальный состав. На качество воздуха влияют такие факторы, как высота над уровнем моря, характер подстилающей поверхности, хозяйственная и производственная деятельность человека.