Лекція 2
Тема: Гігієна зовнішнього середовища
(повітря, води, грунту).
План лекції
1. Будова атмосфери.
2. Фізичні та хімічні властивості повітря і їх гігієнічна характеристика.
3. Гігієнічна характеристика питної води.
Література
1. Лаптев А.П., Полиевский С.А. Гигиена (учебник для институтов и техникумов физической культурі). М., “Физкультура и спорт”, 1990. С. 41-61
2. Загальна гігієна (посібник до практичних занять). Львів, “Світ”, 1992, С. 4-48
3. Даценко І.І., Габович Р.Д. Профілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології. Київ, “Здоров’я”, 1999. С. 70-135
БУДОВА АТМОСФЕРИ
Повітря є одним з найважливіших елементів середовища, оточуючого людину. Повітряне середовище необхідно для дихання людини, тварин і рослин; воно також є резервуаром, який приймає газоподібні продукти обміну речовин.
Атмосфера є одним з важливих факторів кліматоутворення.
Нашу землю оточує газова оболонка (атмосфера). В свою чергу атмосфера поділяється на тропосферу, стратосферу, мезосферу, іоносферу, екзосферу і магнітосферу. Тропосфера – це найбільш цільний повітряний шар біля земної кулі. Її товщина над різними широтами неоднакова: в середніх шарах вона дорівнює 10-12 км, на полюсах 7-10 км, і над екватором 16-18 км.
Тропосфера характеризується вертикальними конвенційними токами повітря, більш-менш постійним хімічним складом, нестійкістю фізичних властивостей – коливаннями температури повітря, вологості, тиску і т.д. З підняттям на висоту температура повітря зменшується в середньому на 0,650 кожні 100 м.
На стані тропосфери відбиваються всі процеси, які відбуваються на поверхні землі. Тому в тропосфері постійно є в наявності пил, попіл, різноманітні токсичні речовини, мікроорганізми і т.п., що більш за все помітно в великих промислових районах.
Над тропосферою знаходиться стратосфера.
Вона характеризується значною розрідженістю повітря, дуже малою вологістю, повною відсутністю хмар і пилу земного походження. Стратосфера характеризується особливим температурним режимом повітря. Так, у середніх широтах температура повітря на межі тропосфери та стратосфери досягає низьких значень (- 560 С). Така температура залишається незмінною до висоти 30 км, далі починається підйом температури повітряних мас, і на висоті 50 км і більше температура повітря знову знижується. В стратосфері під впливом космічного випромінювання і короткохвильового випромінювання сонця іонізуються молекули кисню, внаслідок чого утворюються молекули азоту (60% від загальної кількості його знаходиться в шарі від 16 до 32 км, а максимальна концентрація – на рівні 25 км).
Повітряний шар, який знаходиться над стратосферою (до 80 км), утворює мезосферу, яка містить в собі лише 5% маси всієї атмосфери. Далі йде іоносфера, верхня межа якої знаходиться на відстані 500-1000 км. Вище іоносфери (до висоти 3000 км) знаходиться екзосфера, щільність якої майже не відрізняється від щільності космічного простору. Ще більше розрідження у магнітосфері, до складу якої входять пояси радіації. За верхню межу земної атмосфери слід прийняти 50000 км над поверхнею Землі. Це і буде товщина газового шару нашої планети.
ФІЗИЧНІ І ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОВІТРЯ
ТА ЇХ ГІГІЄНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА
Атмосферний тиск.
Біля самої Землі повітряні маси є більш щільними і, таким чином, мають найбільший тиск. АТ (інакше барометричний тиск) визначається в мм. Тиск атмосфери, який може врівноважити стовпчик ртуті висотою 760 мм при температурі 00 С на рівні моря і широті 450, прийнято рахувати нормальним рівним і атм. За системою одиниць СІ атмосферний тиск вимірюється в мілібарах (мб). 1 мб дорівнює 0,7501 мм рт.ст. Для перерахунку величини тиску (з мм рт.ст у мб) необхідно той показник помножити на 4/3, і навпаки (на 3/4).
В сучасній гігієні має значення коливання атмосферного тиску, що може привести до розвитку несприятливих змін в організмі.
Понижений атмосферний тиск – сприяє розвитку у людини висотної хвороби (гірська), яка виникає при швидкому підйомі на висоту і зустрічається у пілотів, гірськолижників і альпіністів при порушенні вимог, які оберігають людину від впливу низького атмосферного тиску. Одночасно із зниженням атм. тиску знижується і парціальний тиск кисню в гемоглобіні і погіршується окислення венозної крові в легенях (гіпоксемія). Зменшується надходження кисню в тканини (гіпоксія).
Висота до 2 км – індиферентна зона
Висота до 2-4 км – повної компенсації
Висота до 44-6 км – неповної компенсації
Висота до 6-8 км – критична зона
Вище 8 км – смертельна зона.
При нормальному атмосферному тиску парціальний тиск кисню у альвеолярному повітрі становить близько 100 мм рт.ст, при підйомі до 2000 м він знижується до 70 мм рт.ст, при висоті 4000-4500 м – до 50-66 мм рт.ст.
Підвищений атмосферний тиск – основний виробничий фактор при будівництві підводних тунелів, метро, виконанні водолазних робіт і т.п. З метою оцінки атмосферного тиску в кесоні використовується показник абсолютного тиску, який складається з показника атмосферного тиску і додаткового тиску. При опусканні на кожні 10 м тиск підвищується на 1 атм більш звичайного атмосферного.
При роботі в кесонах виділяють 3 періоди, які характеризуються дією підвищеного тиску:
1. Період компресії – період опускання у кесон, коли поступово підвищується тиск;
2. Період роботи у кесоні в умовах дії підвищеного тиску;
3. Період декомпресії – підйом працюючих на поверхню землі.
Величина парціального тиску азоту у тканинах і крові буде вища за парціальний тиск його в альвеолярному повітрі, що може привести до газової емболії (кесона хвороба).
Температура повітря.
Сонячні промені досягаючи землі перетворюються на теплову енергію і нагрівають повітря. Температура повітря зменшується приблизно на 0,5 С через кожні 100 м підйому від землі.
Людина пристосовується до різних температурних умов завдяки терморегулюючих механізмів.
Організм людини звільняється від зайвого тепла:
1. Шляхом проведення контакту з більш низькою температурою;
2. Конвенційним шляхом – назріванням повітряних мас, розташованих біля тіла людини;
3. Радіаційним (випромінювання) шляхом, який має місце при наявності якихось предметів та речей, що мають більш низьку температуру, ніж температура шкіри людини;
4. Випаровуванням поту з поверхні шкіри. В стані спокою і теплового комфорту тепловіддача дорівнює: конвенція – 15,3%
випромінювання – 55,6%
випаровування поту – 29,1%.
Температурні норми. Найбільш оптимальною кімнатною температурою є 18-200 С (вологості повітря 30-60% у стані відносного спокою).
Спортивний зал – 15 Гімнастика – 16-20
Спортивні ігри – 14-16 Добре треновані – 14-15
Боротьба – 16-18 Новачки – 17
Вологість повітря
Вологість повітря – вміст в повітрі водяних парів, які мають пружність вимірювану висотою ртутного стовбчика в мм.
Вологість повітря характеризується такими показниками:
- абсолютна вологість – пружність водяних парів, які знаходяться в повітрі при даній температурі і визначається в мм рт.ст;
- максимальна вологість – пружність водяних парів при повному насиченні повітря вологою при даній температурі;
- відносна вологість – процентне співвідношення абсолютної вологості до максимальної;
- дефіцит насичення – різниця між максимальною і абсолютною вологістю;
- фізіологічний дефіцит вологості – різниця між максимальною вологістю при 370С (температура тіла) і абсолютною вологістю в момент спостереження (цей показник вказує, скільки грамів води може витягнути з організму кожний кубічний метр повітря, яке поступає в легені);
- точка роси – температура, при якій водяні пари, які знаходяться в повітрі, насичують простір.
Рух повітря.
Атмосферне повітря завжди знаходиться в русі внаслідок нерівномірного нагрівання його на земній кулі. В метеорології рух повітря характеризується напрямком по сторонах світу, звідки віє вітер (румб). Напрямок вітру позначається початковими буквами сторін світу, а увесь горизонт розподіляється на 8 румбів:
Теплові поверхневі повітряні течії йдуть від екватора до полюсів, а більш холодні низькі йдуть в зворотньому напрямку (антипасати і пасати).
Повітряні маси, які утворюються у більш теплих місцевостях, рухаються переважно з заходу на схід і називаються циклонами, а повітряні маси, що виникли в більш холодних місцях і рухаються в зворотньому напрямку – антициклонами.
Гігієнічне значення руху повітря полягає в його властивості збільшувати віддачу тепла способом конвенції.
В спортивних залах норма швидкості руху повітря 0,1 – 0,5 м/сек., крім залів боротьби і настільного тенісу – не більше 0,25 м/сек., в критих басейнах 0,2 м/сек.
Сонячна радіація
У склад оптичної області сонячного спектру входять видимі фіолетові, сині, зелені, жовті та червоні проміні з довжиною хвилі від 400 до 700 нанометрів (1 нм дорівнює 0,001 мікрона). Ці промені сприймаються нами як біле світло.
Ультрафіолетові промені мають довжину хвилі від 280 до 400 нм. Інфрачервоні хвилі довжиною від 760 до 2800 нм є носіями теплової енергії, а ультрафіолетові – хімічної енергії.
Радіоактивність повітря
Радіоактивність повітря обумовлена наявністю в повітрі радіоактивних речовин природного і штучного походження.
космічні промені
грунт
Природний фон вода
повітря радон продукти розпаду радія
радіоактивні гази актіон радіоактивних актінія
торон елементів торія
Штучне походження – забруднення середовища внаслідок отруйних вибухів, аварій. Найбільш небезпечні – стронцій і цезій, період напіврозпаду яких становить 29-33 роки. Вони необхідні до таких елементів як кальцій і калій.
ХІМІЧНИЙ СКЛАД ПОВІТРЯ ТА ЙОГО ГІГІЄНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА
Сухе атмосферне повітря містить:
кисню – 20,95%
азоту – 78,09%
вугл. газу – 0,03%
аргону, гелію, неону, криптону, водню, ксенону, радону – близько 1%.
Окрім постійних складових частин в атмосфері містяться деякі домішки виробничої діяльності людини.
Кисень – його кількість в земній атмосфері 1,1810 т.
для дихання людини і тварин
Необхідний
для горіння і окислення
О2- поступає в атмосферу за рахунок процесів фотосинтезу рослин.
Зниження парціального тиску кисню до 50-60 мм рт.ст. – не сумісно з життям.
Озон – динамічний ізомер кисню (О3).
короткохвильову ультрафіолетову радіацію
Поглинає
довгохвильову інфрачервону радіацію від землі,
чим запобігає охолодженню її поверхні
Азот – належить до інертних газів.
Азот повітря під впливом електричних розрядів перетворюється в окиси азоту, і з атмосферними опадами виливаються, збагачуючи грунт солями азотної та азотистої кислот.
Крім того азот засвоюється деякими видами бактерій землі.
СО2 - є критерієм ступеня чистоти повітряного середовища закритих приміщень.
СО2 (1…2%) не здатний завдати шкоди організмові, однак він є досить чутливим непрямим показником забруднення кліматного повітря, оскільки зі збільшенням його вмісту спостерігається збільшення у повітрі різних антропотоксинів (індол, скатол, меркаптан та ін.). Отже, за кількістю діоксиду вуглецю в повітрі можна зробити висновок про загальний санітарний стан повітряного середовища закритого приміщення.
Кількість СО2, допустима в повітрі житлових, спортивних залів, навчальних і службових приміщень дорівнює 0,7 мл на 1 л повітря, або 0,6%. Гранично допустимий вміст СО2 становить 1%.
