Електричний стан повітряного середовища.

Іонізація повітря – процес утворення в ньому електрозаряджених частинок різної фізичної і хімічної природи. Іонізація повітря відбувається під впливом випромінювань радіоактивних речовин (α- і β-частинки, γ-випромінювання), які містяться в грунті, воді і в самому повітрі (радон і продукти його розпаду, торон та ін.), УФ-радіації, рентгенових і космічних променів. Крім того, йони утворюються при електричних розрядах в атмосфері, при процесах нагрівання, розпилення, дроблення і т.д.

Іонізаційний стан і в атмосфері, і у виробничих приміщеннях характеризується насамперед концентрацією йонів кожного виду в 1 мл повітря. При цьому йони, які існують самостійно чи приєднані до нейтральних молекул кисню, озону, азоту чи його окисів, прийнято називати легкими йонами (n⁺, n^-).

Якщо вони приєднані до частин пилу, диму, туману, то утворюються йони більших розмірів, які називаються важкими йонами, або йонами Ланжевена (N⁺,N^-). Для характеристики іонізації повітря використовується коефіцієнт уніполярності (q), який показує відношення кількості позитивних йонів до кількості негативних: q_лег = n⁺ / n^- або q_важ = N⁺ / N^-.

Кількість йонів у повітрі, відношення їх зарядів може коливатись в широких межах. Це залежить від характеру грунту і рослинності, вологості і руху повітря, ступеня його забруднення, пори року, радіоактивності зовнішнього середовища. Встановлено, що аеройони мають різноманітний вплив на організм. Негативні, а саме легкі, йони володіють тонізуючим впливом, активізують обмінні процеси, підвищують діяльність парасимпатичних відділів нервової системи та ін. А позитивні йони мають гнітючу дію на організм, викликають пониження працездатності і підвищення артеріального тиску.

Природна радіоактивність повітряного середовища визначається насамперед вмістом в ньому таких газів як радон, актіон і торон – продуктів розпаду радію, актинію і торію, що знаходяться в земних породах. Крім того, у повітрі міститься вуглець-14, аргон-41, фтор-18 і ряд інших ізотопів, які утворюються в результаті бомбардування атомів кисню, водню і азоту космічними променями.

Поряд з радіоактивними аерозолями в атмосферу можуть попадати незначні кількості природних радіоактивних речовин (Ra, K⁴⁰, U і т.д.), що відмічається при руйнуванні земних порід, розкладі органічних речовин.

Природня радіоактивність повітряного середовища коливається в межах 2·10^-14÷4,4·10^-13 Кu/л (7,4·10^-13÷1,6·10^-11 ГБк).

Сонячна радіація – єдине джерело енергії, тепла і світла на Землі. Сонячна радіація має велику біологічну дію: стимулює фізіологічні процеси в організмі, змінює обмін речовин, загальний тонус, покращує самопочуття людини, підвищує її працездатність.

У гігієнічному відношенні особливий інтерес має оптична частина сонячного спектра, яка розділяється на три діапазони: інфрачервоні промені з довжиною хвиль від 2800 до 760 нм, видима частина спектра – від 760 до 400 нм і ультрафіолетова частина – від 400 до 280 нм. Необхідно вміти провести гігієнічну оцінку різних частин спектра сонячної радіації, вміти пояснити позитивну і негативну реакцію на організм, біологічну дію, використання в медицині.

Для вимірювання інфрачервоного випромінювання використовують прилад – актинометр. За його допомогою визначають загальну теплову дію випроміненої енергії від джерел на виробництві. Під кришкою приладу є пластинки чорного і білого кольору, з’єднані у вигляді батареї. Під час дії на пластинки теплового випромінювання одержують різні покази температури (так як чорні пластинки будуть більше поглинати тепла і, відповідно, більше нагріватись. Різниця в температурі обумовлює в батареї виникнення термоелектричної напруги, яка визначається гальванометром приладу в калоріях на 1 см² в хв. Під час дослідження актинометр підносять до джерела облучення зі сторони батареї і, спостерігаючи протягом декількох секунд за шкалою гальванометра, фіксують інтенсивність інфрачервоного облучення.

Для вимірювання ультрафіолетового облучення використовують спеціальні прилади – ультрафіолетметри. Прилад для вимірювання інтенсивності УФ UV-Integrator призначений для вимірювання ультрафіолетового спектру від 300 до 410 нм. УФ-чутливий елемент розташований на зворотній стороні приладу. Результат вимірювання відображається прямо на екрані.

Хімічний склад повітря також впливає на його гігієнічне значення. Атмосферне повітря за хімічним складом – це суміш газів з різним вмістом. Треба чітко засвоїти, що основна маса атмосфери – це азот, який відіграє роль розчинника кисню і при надлишковому тиску має наркотичну дію. За біологічною роллю найважливіша складова повітря – це кисень. Знати його роль в житті людини і реакцію організму на зниження чи підвищення його в повітрі. Ще один компонент повітря - вуглекислий газ, який є гігієнічним показником, за яким оцінюють ступінь чистоти повітря.

Існує експресний метод визначення діоксиду вуглецю (СО₂) у повітрі приміщень, який є досить простий. Він має назву – методика Лунге-Цекендорфа. Принцип базується на продуванні повітря, що містить СО₂, через титрований розчин вуглекислого натрію з додаванням фенолфталеїну: Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ = 2NaHCO₃. Рожевий розчин після зв’язування діоксиду вуглецю знебарвлюється.

Методика визначення. Для визначення діоксиду вуглецю 10 мл слабкого розчину Na₂CO₃, отриманого розчиненням 5,3 г хімічно чистого Na₂CO₃ в 100 мл дистильованої води з додаванням 0,1% фенолфталеїну та наступним розведенням 2 мл його до 10 мл, наливають у поглинач Дрекселя і закривають корком, через який пропущено дві трубки.

Через довгу трубку, занурену в рідину, грушею об’ємом 70 см³ продувають досліджуване повітря приміщень через поглинальний розчин до повного знебарвлення рідини.

Уміст поглинача Дрекселя обережно збовтують протягом 1 хв 30 разів після кожного стискання груші.

Аналогічне визначення проводять на відкритому атмосферному повітрі поза приміщенням.

За кількістю стискань груші визначають вміст діоксиду вуглецю за формулою:

Х = А₁·С/А₂,

де Х – вміст діоксиду вуглецю у приміщенні, %;

А₁ – число стискань груші поза приміщенням (зовнішнє атмосферне повітря);

А₂ – число стискань груші в обстежуваному приміщенні;

С – концентрація діоксиду вуглецю в зовнішній атмосфері (0,04%).

Оцінку чистоти повітря житлових і громадських приміщень проводять за критеріями, наведеними у табл. 1.

Таблиця 1