Гигиена труда и производственная санитария. Микроклимат: значение, гигиеническое нормирование, меры предупреждения неблагоприятного воздействия Определение микроклимата и его гигиеническое значение
Цель занятия: изучение влияния микроклиматических факторов на организм человека, измерение параметров микроклимата, гигие- ническая оценка отдельных показателей и микроклимата в целом.
При подготовке к занятию студенты должны проработать следу- ющие вопросы теории.
1. Погода, климат, микроклимат.
2. Физические свойства воздуха, их гигиеническое значение.
3. Комплексное влияние метеорологических факторов окружаю- щей среды на организм, его оценка. Теплообмен организма с окружающей средой. Индекс тепловой нагрузки (ТНС).
4. Гигиенические нормативы микроклимата помещений различ- ного назначения.
После освоения темы студент должен знать:
Методику определения и оценку микроклимата аптечных помещений;
Определение и оценку комплексного влияния метеорологичес- ких факторов окружающей среды на организм работающих;
уметь:
Оценить результаты исследований на соответствие гигиени- ческим нормативам;
Оценить условия труда персонала аптек по параметрам мик- роклимата;
Использовать основные нормативные документы и информа- ционные источники справочного характера для разработки гигиенических рекомендаций по оздоровлению микроклима- та аптечных помещений.
Учебный материал для выполнения задания
Атмосфера имеет многослойную структуру. К земной поверх- ности прилегает тропосфера - наиболее плотный слой воздуха размером от 8 до 18 км в разных широтах. 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.
В последние десятилетия была установлена биологическая активность постоянного геомагнитного поля (ГМП) Земли. Изменения (или пульсации) геомагнитного поля принято делить на регулярные, устойчивые, непрерывные (Pс - pulsations continues), которые регистрируются в утренние и дневные часы, и иррегулярные, шумоподобные, импульсивные (Pi - pulsations irregular), которые отмечаются в вечерние и ночные часы. Все виды иррегулярных пульсаций являются признаками геомагнитных возмущений, в то время как регулярные пульсации наблюдаются и в очень спокойных условиях. Геомагнитное поле Земли является существенным компонентом среды обитания человека. Если режим устойчивых коле-
баний является «привычным» для биосистем, то изоляция от него может иметь негативные последствия для организма. В результате проникновения в атмосферу потока летящих на огромной скорости от Солнца заряженных частиц (так называемого солнечного ветра), образующихся в периоды повышения солнечной активности, возникают возмущения ГМП, которые выражаются в глобальном возбуждении обычных пульсаций его напряженности (геомагнитные бури), регистрируемых по всему земному шару в течение десятков часов. В формирование естественного электромагнитного фона Земли входит мировая и локальная грозовая активность. Магниторецепторы у человека находятся в структурах головного мозга и в надпочечниках. Геомагнитные возмущения могут оказывать десинхронизирующее влияние на биологические ритмы и другие процессы в организме, способствовать росту числа инфарктов миокарда и инсультов, а также числу дорожно-транспортных происшествий и аварий самолетов. Однако длительное пребывание людей в экранированных помещениях в условиях дефицита естественного ГМП вызывает ухудшение их самочувствия и состояния здоровья. Дефицит ГМП влечет за собой нарушения со стороны центральной нервной системы: дисбаланс основных нервных процессов в виде преобладания торможения, ухудшение координации движений и снижение уровня внимания, уменьшение скорости двигательной реакции на световой и звуковой раздражители. Могут проявляться нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы, иммунной и эндокринной систем. Человек попадает в гипогеомагнитные условия в жилых многоэтажных зданиях, построенных из железобетонных конструкций, в вагонах метро, салонах легковых автомобилей, в помещениях самолетов, морских судов, на подводных лодках, в банковских хранилищах.
С гигиенической точки зрения воздушная среда не однородна. Учитывая разнообразие физических свойств и вредных примесей, а также условия формирования и загрязнения воздуха, различаются несколько категорий воздушной среды: атмосферный воздух, воздух жилых и общественных зданий и воздух промышленных помещений.
Характеристика метеорологических факторов
Физические свойства атмосферного воздуха нестабильны и связаны с климатическими особенностями географического региона. Погода - это совокупность физических свойств околоземного слоя
атмосферы (барометрического давления, температуры, влажности, скорости и направления ветра, солнечной радиации) над конкретной территорией за определенный промежуток времени.
Комплексная характеристика погоды называется типом погоды. С гигиенической точки зрения (влияния на здоровье человека) удоб- на клиническая классификация типов погоды.
1. Клинически оптимальный тип погоды оказывает благоприятное, щадящее действие на организм человека, вызывает бодрое настроение - это погода с относительно ровными метеорологичес- кими свойствами: умеренно влажная или сухая, тихая (скорость ветра не выше 3 м/с), ясная (солнечная), межсуточные колебания температуры воздуха не превышают 2?С, атмосферного давления - 3 мм рт.ст.
2. Клинически раздражающий тип погоды - погода с нарушением оптимального уровня одного или нескольких метеорологических параметров: это погода солнечная и пасмурная, сухая и влажная (не выше 90% относительной влажности), межсуточные колебания температуры воздуха не превышают 4 ?С, атмосферного давления - 6 мм рт.ст., скорость ветра не более 9 м/с.
3. Клинически острый тип погоды характеризуется резкими изменениями метеорологических параметров: это погода сырая (выше 90% относительной влажности), дождливая, пасмурная и очень ветреная (скорость ветра более 9 м/с), межсуточные колебания температуры воздуха превышают 4 ?С, атмосферного давления - более 6 мм рт.ст.
Изменения погоды могут происходить постепенно (периодически) или резко (апериодически) в течение определенного периода (сутки, недели). В отличие от периодических изменений погоды резкие колебания метеорологических раздражителей (передвижение воздушных масс, барометрическое давление, температура и др.) являются неожиданными для организма. Они создают повышенную нагрузку на регуляторный аппарат организма человека, вызывая перенапряжение физиологических механизмов адаптации, что приводит к различным нарушениям функций организма (гелиометеотропным реакциям) у метеочувствительных (или метеолабильных) людей. Часто это проявляется в снижении работоспособности, быстрой утомляемости и ухудшении самочувствия: нарушение сна, головные боли, головокружение, шум в ушах, боли в области сердца, ногах, руках, болевые ощущения в закрытых полостях тела (суставах,
полостях зубов). Гелиометеотропные реакции можно рассматривать как клинический синдром дезадаптации, т.е. метеоневрозы дезадаптационного происхождения. При этом снижается чувствительность к лекарственным препаратам, что может привести к их передозировке. В настоящее время доказано отрицательное влияние неблагоприятной погоды на течение заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и нервной систем, кожных и глазных болезней, а также рост травматизма, автокатастроф, случаи убийств и суицидов. Часто гелиометеотропные реакции наблюдаются у детей грудного возраста, затем в 5-6 и 11-14 лет, когда происходит физиологическая перестройка механизмов адаптации. Возрастает чувствительность у женщин в период беременности и родов, что выражается в утяжелении токсикозов беременности, увеличении числа угрожающих абортов, преждевременных родов. Профилактика гелиометеотропных реакций проводится с помощью закаливания, рациональной одежды и обуви, улучшения условий труда и отдыха, нормализации микроклимата помещений, применения специфических и неспецифических средств и медикаментов.
Климат - статистический многолетний режим погоды, характерный для конкретной местности в силу ее географического положения. По данным среднегодовых температур на земле различают 7 климатических поясов: тропический (0?13? географической широты; среднегодовая температура = +20...+24 ?С); жаркий (13-26? северной и южной широты и +16...+30 ?С); теплый (26-39? широты и +12...+16 ?С); умеренный (39-52? широты и +8...+12 ?С); холодный (52-65? широты и +4...+8 ?С); суровый (65-78? широты и 0.. -4 ?С); полярный (69-90? широты и -4 ?С и ниже).
В соответствии с упрощенной классификацией на территории России с учетом средних температур января и июля выделены 4 кли- матических района: 1-й - холодный с температурой января от -28 до -14 ?С и июля от 4 до 10 ?С, 2-й - умеренный с температурой января от -14 до -4 ?С и июля от 10 до 22 ?С, 3-й - теплый с температурой января от -4 до 0 ?С и июля от 22 до 28 ?С, 4-й - жаркий с температурой января выше -4 ?С и июля от 28 до 34 ?С. Кроме того, выделяются местные разновидности климата: морской, континентальный, степной, горный и другие.
В медицинской практике используется деление климата на щадящий и раздражающий. Щадящий климат характеризуется незначительными колебаниями метеорологических факторов и минималь-
ными требованиями к адаптационным физиологическим механизмам организма человека, раздражающий климат отличается значительными колебаниями метеорологических факторов, требующих большего напряжения адаптационного механизма организма. Примером щадящего являются лесной климат средней полосы России, климат Южного берега Крыма. Раздражающим является холодный климат Севера, высокогорный климат (выше 2000 м), жаркий климат степей и пустынь. Эта классификация используется и при гигиеническом нормировании некоторых вредных факторов среды.
Акклиматизация - это приспособление организма человека к новым климатическим условиям. Достигается акклиматизация путем выработки у людей динамического стереотипа, соответствующего изменившимся климатическим условиям, за счет использования особенностей устройства жилых и общественных зданий, одежды и обуви, питания и ритма жизни. При акклиматизации к низким температурам наблюдается повышение обмена веществ, увеличение теплопродукции, объема циркулирующей крови, снижение в крови витаминов С, В1, нарушение синтеза витамина Д. Адаптация к жаркому климату обычно происходит сложнее, чем к холодному; при этом отмечаются изменения со стороны сердечно-сосудистой системы (урежение пульса, снижение уровня АД и на 15- 25 мм рт.ст.), уменьшение частоты дыхания, увеличивается потовыделение, происходит снижение температуры тела и основного обмена на 10-15%.
Выделяют три фазы акклиматизации: начальную, при которой в организме происходят физиологические приспособительные реак- ции; фазу перестройки динамического стереотипа, которая может развиваться благоприятно или неблагоприятно и тогда третья фаза не наступает; фазу устойчивой адаптации.
Микроклимат представляет собой комплекс физических свойств воздуха, оказывающих влияние на теплообмен человека с окружающей средой, на его тепловое состояние в ограниченном пространстве (в отдельных помещениях, городе, лесном массиве и т.п.) и определяющих его самочувствие, работоспособность, здоровье и производительность труда. Показателями микроклимата являются температура и влажность воздуха, скорость движения воздуха и тепловое излучение окружающих предметов и людей.
Состояние микроклиматических факторов обусловливает особенности терморегуляции организма человека, которая в свою очередь определяет тепловой баланс. Он достигается соотношением процессов
теплопродукции и теплоотдачи организма. Теплопродукция происходит при окислении пищевых веществ, а также при сокращении скелетной мускулатуры (Q прод.). Кроме того, тело человека может получать конвекционное и радиационное тепло от окружающего воздуха и нагретых предметов, если их температура выше температуры кожи открытых частей тела (Q внеш.). Основные механизмы отдачи тепла телом человека: кондукция в прилегающие к коже слои воздуха и менее теплые предметы (Q конд.) и последующая конвекция нагретого воздуха (Q конв.), излучение по направлению к менее нагретым предметам (Q изл.), испарение пота с кожи и влаги с поверхности дыхательных путей (Q исп.), нагревание до 37 ?С вдыхаемого воздуха Qнагр.). Тепловой баланс в общем виде может быть представлен уравнением:
Опрод. + Qвнеш. - (< >) Qконд. + Qконв. + Qизл. + Оисп. + -нагр.
Нормальная жизнедеятельность организма и высокая работоспособность возможны лишь в том случае, если сохраняется темпе- ратурное постоянство организма в определенных границах (36,1- 37,2 ?С), имеется тепловое равновесие его с окружающей средой, т.е. соответствие между процессами теплопродукции и теплоотдачи.
Неблагоприятное влияние микроклимата обусловлено комплексным воздействием физических факторов воздушной среды: повышением или понижением температуры, влажности или скорости движения воздуха. При повышенной температуре воздуха высокая влажность препятствует испарению пота и влаги и увеличивает опасность перегревания организма. Высокая влажность при низкой температуре увеличивает опасность переохлаждения, поскольку влажный воздух, заполняющий поры одежды, в отличие от сухого - хороший проводник тепла. Высокая скорость движения воздуха увеличивает теплоотдачу через конвекцию и испарение и способствует более быстрому охлаждению организма, если его температура ниже температуры кожи, и, наоборот, увеличивает тепловую нагрузку на организм при температуре, превышающей температуру кожи.
Для провизора сведения о микроклимате помещений необходимы для оценки условий труда в аптечных учреждениях, поскольку микроклимат оказывает влияние на терморегуляцию организма, для оценки эффективности вентиляции и особенностей производственной среды, в которой хранятся, изготавливаются и выдаются лекарственные средства. Сохранность многих лекарственных препаратов и
лекарственных форм, их биологическая активность зависят от микроклиматических условий, терморегуляции людей.
Гигиенической нормой микроклимата является тепловой комфорт, который определяется сочетанным действием всех микрокли- матических компонентов, обеспечивающих оптимальный уровень физиологических реакций организма и наименьшее напряжение терморегуляторной системы, т.е. оптимальное тепловое состояние человека. При нормировании микроклимата устанавливаются оптимальные величины его параметров и допустимые границы их колебаний, характеризующиеся незначительными общими или локальными дискомфортными теплоощущениями и умеренным напряжением механизма терморегуляции, т.е. включением приспособительных (адаптационных) реакций организма. В зависимости от состояния (перегревание или переохлаждение) эти реакции проявляются в умеренном расширении (или сужении) сосудов кожи, увеличении (или уменьшении) потоотделения, учащении (или урежении) пульса. В этих условиях возможно продолжительное пребывание человека без нарушения работоспособности и опасности для здоровья. В условиях, близких к комфорту, нормативы микроклимата помещений могут быть едиными для взрослых и детей; при установлении допустимых колебаний показателей микроклимата должен учитываться индивидуальный характер терморегуляции людей, обусловленный полом, возрастом, весом, степенью физиологических приспособительных возможностей. Нормируемые параметры микроклимата должны гарантировать сохранение здоровья и работоспособности даже человеку с пониженной индивидуальной переносимостью колебаний факторов окружающей среды.
Наиболее оптимальные величины параметров микроклимата для жилых помещений: температура 18-20 ?С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1-0,2 м/с.
Гигиенические параметры микроклимата в помещениях нормируются в зависимости от климата для теплого и холодного периода года. Оптимальной температурой для холодного климатического района считается 21-22 ?С, умеренной - 18-20 ?С, теплой - 18-19 ?С, жаркой - 17-18 ?С. Расчетные нормы температуры в помещениях дифференцируются в зависимости от их функционального назначения. Так, в большинстве аптечных помещений (ассис- тентская, асептическая, дефектарская, заготовочная, фасовочная, помещения для хранения лекарственного сырья и лекарственных
средств) наиболее благоприятная температура воздуха - 18 ?С; в помещениях лечебно-профилактических учреждений: в операцион- ной, предоперационной, реанимационном зале, палатах для детей, ожоговых больных, послеоперационных палатах, палатах интенсивной терапии, процедурной - 22 ?С, в палатах для взрослых, кабинетах врачей и других лечебно-вспомогательных помещениях - 20 ?С, в палатах для больных гипотиреозом - 24 ?С, в палатах для недоношенных и новорожденных - 25 ?С, в палатах для больных тиреотоксикозом - 15 ?С при относительной влажности - 30-60% и скорости движения воздуха - не более 0,15-0,25 м/с; в учебных помещениях: классах, аудиториях, кабинетах, лабораториях - 18 ?С, в спортивных залах, учебных мастерских - 15-17 ?С при относительной влажности в пределах 40-60% и скорости движения воздуха 0,1-0,2 м/с.
Микроклимат помещений оценивается по температурному режиму, т.е. перепадам температуры воздуха по горизонтали и вертикали в различных местах помещения. Для обеспечения теплового комфорта температура воздуха в помещениях должна быть относительно равномерной. Изменение температуры по горизонтали от наружной стены к внутренней не должно превышать 2 ?С, а по вертикали - 2,5 ?С на каждый метр высоты. Колебание температуры в помещении в течение суток не должно превышать 3 ?С.
Для интегральной оценке микроклимата используется индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс), характеризующий сочетанное действие на организм человека температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения от окружающих поверхностей. Этот показатель рекомендуется использовать при скорости движения воздуха менее 0,6 м/с и интенсивности теплового облучения менее 1000 Вт/м 2 .
Нормирование микроклиматических условий в производственных помещениях осуществляется применительно к теплому и холод- ному периодам года с учетом категории работ и соответствующих энерготрат организма (табл. 1).
Для работников аптечных учреждений, относящихся по уровню энерготрат (до 139 Вт) к категории 1а, оптимальные величины показателей микроклимата регламентированы: в холодный период года температура на уровне 22-24 ?С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с; в теплый период года температура составляет 23-25 ?С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с.
Таблица 1. Оптимальные величины параметров микроклимата для производственных помещений (СанПиН 2.2.4.548-96)
Период года | (по уровню энерготрат), Вт | Температура воздуха, ?С | Температура поверхностей, ?С | Относительная влажность воздуха,% | Скорость движения воздуха, м/с |
1а (< 139) | 22-24 | 21-25 | 40-60 | ||
16 (140-174) | 21-23 | 20-24 | 40-60 | ||
Холодный | 11а (175-232) | 19-21 | 18-22 | 40-60 | |
116 (233-290) | 17-19 | 16-20 | 40-60 | ||
111 (> 290) | 16-18 | 15-19 | 40-60 | ||
1а (< 139) | 23-25 | 22-26 | 40-60 | ||
16 (140-174) | 22-24 | 21-25 | 40-60 | ||
Теплый | 11а (175-232) | 20-22 | 19-23 | 40-60 | |
116 (233-290) | 19-21 | 18-22 | 40-60 | ||
111 (> 290) | 18-20 | 17-21 | 40-60 |
Лабораторная работа «Определение и гигиеническая оценка микроклимата помещения»
Задания студенту
1. Ознакомиться с устройством и принципом работы приборов для определения параметров микроклимата и его оценки.
2. Определить с помощью барометра-анероида атмосферное давление.
3. Определить температуры воздуха в 4 точках комнаты, рассчитать среднюю температуру помещения, перепады температуры по горизонтали и вертикали на 1 м высоты, оценить температурный режим.
4. Определить с помощью аспирационного психрометра и рассчитать абсолютную влажность воздуха в учебной комнате, с помощью таблицы максимальных влажностей воздуха рассчитать относительную влажность.
5. Кататермометром определить охлаждающую способность воздуха и рассчитать скорость движения воздуха в учебной комнате.
6. Исследовать электротермометром температуру кожи 2-3 студентов и сделать пробу на потоотделение. Субъективно оценить собственное теплоощущение.
7. Оценить параметры микроклимата помещения, сопоставив их с гигиеническими нормативами, и дать комплексную гигиеническую оценку микроклимата учебной комнаты, учитывая объективные и субъективные реакции организма на микроклиматические факторы.
Методика работы
1. Определение атмосферного давления производится с помощью барометра-анероида. Атмосферное давление измеряется в гектопаскалях (гПа) или мм рт.ст. 1 гПа = 1 г/см 2 = 0,75 мм рт.ст. Нормальное атмосферное давление в среднем колеблется в пределах 1013+26,5 гПа (760+ 20 мм рт.ст.).
Для непрерывной регистрации колебаний атмосферного давления используется самопишущий прибор - барограф (рис. 1). Он состоит из комплекта анероидных коробок, реагирующих на изменение давления воздуха, передающего механизма, стрелки с пером и барабана с часовым механизмом. Колебания стенок коробки передаются с помощью системы рычагов на перо самописца. Запись колебаний давления ведется на бумажной ленте, укрепленной на вращающемся барабане.
Рис. 1. Барограф
2. Определение температуры воздуха
Изолированное определение температуры воздуха может проводиться ртутными термометрами типа ТМ-6 (диапазон измерения от -30 до +50 ?С) или лабораторными спиртовыми термометрами со шкалой от 0 до +100 ?С. Для фиксации максимальной или минимальной температур применяются максимальный и минимальный термометры. Измерение температуры воздуха в производствен- ных помещениях обычно сочетают с определением его влажности и производят с помощью психрометра. При наличии источников инфракрасного излучения измерение температуры проводят по сухому термометру аспирационного психрометра, так как резервуары термометров надежно защищены от влияния теплового облучения двойными полированными и никелированными экранами.
С помощью спиртовых термометров, укрепленных на переносном штативе на высоте 1,5 м и 0,5 м от пола, в течение 7-10 мин в каждой точке измерить температуру воздуха в следующих 4 точках:
В центре помещения на высоте 0,5 м (Т1) и 1,5 м от пола (Т2);
На высоте 1,5 м на расстоянии 5- 10 см от наружной стены (оконного стекла в помещении) (Т3) и от противоположной внутренней стены (Т4);
Для изучения динамики температуры, когда возникает необходимость определения колебаний температуры в помещении, используются самопишущие приборы - термографы (суточные или недельные) типа М-16 (диапазон измерения от -20 до +50 ?С) (рис. 2).
Рис. 2. Термограф
Датчиком термографа является биметаллическая изогнутая пластинка, внутренняя поверхность которой состоит из сплава инвар, практически не расширяющегося при нагревании, а наружная - из константана, имеющего относительно большой коэффициент теплового расширения. С повышением или понижением температуры кривизна биметаллической пластинки изменяется. Колебания пластинки через систему рычагов передаются на перо с чернилами, которое регистрирует температурную кривую на ленте, закрепленной на вращающемся с определенной скоростью барабане.
3. Определение тепловой радиации проводится, если в помещении есть нагревательные приборы или нагретое оборудование. Тепловая радиация - это инфракрасное излучение с длиной волны от 760 до 15000 нм. Для измерения тепловой радиации используется актинометр. Датчик актинометра (рис. 3) представляет собой термобатарею и состоит из чередующихся черных и серебристо-белых метал- лических пластин, присоединенных к разным концам электрической
цепи. При разности температур на концах электрической цепи из-за нагревания черных пластин в результате поглощения инфракрасных лучей возникает термоэлектрический ток, который регистрируется гальванометром, отградуированным в единицах тепловой радиации, - кал/см 2. мин или Вт/м 2 . Предельно допустимый уровень тепловой радиации на рабочем месте = 20 кал/см 2. мин.
Рис. 3. Актинометр
Перед началом измерения стрелку на шкале гальванометра необходимо поставить в нулевое положение, затем открыть крышку на задней поверхности актинометра. Показания гальванометра списываются через 3 сунды после установки термоприемника (датчика) актинометра в сторону источника теплового излучения.
4. Определение влажности воздуха.
Влажность воздуха зависит от содержания в нем водяных паров. Для характеристики влажности различают следующие понятия: абсолютная, максимальная, относительная влажность, дефицит насыщения, физиологический дефицит насыщения, точка росы.
Абсолютная влажность - упругость (парциальное давление) водяных паров в воздухе в момент измерения (в г/м 3 или мм рт.ст.). Максимальная влажность - упругость водяных паров при полном насыщении влагой воздуха определенной температуры (в г/м 3 или мм рт.ст.). Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Дефицит насыщения - разность между максимальной и абсолютной влаж-
ностью (в мм рт.ст.). Точка росы - температура, при которой воздух максимально насыщен водяными парами. Нормируется только относительная влажность, которая считается нормальной в диапазоне 40-60%.
Измерение влажности воздуха может проводиться с помощью различных приборов. Абсолютная влажность может быть определена с помощью психрометров. Существует 2 его вида: аспирационный психрометр Ассмана и станционный психрометр Августа (рис. 4). Психрометр состоит из двух одинаковых термометров, резервуар одного из которых обернут легкой гигроскопичной тканью, увлажняемой дистиллированной водой перед измерением, а второй остается сухим.
Рис. 4. Психрометры: а) аспирационный; б) станционный
Станционный психрометр Августа используется в стационарных условиях, исключающих воздействие на него ветра и лучистого тепла. Он состоит из двух спиртовых термометров. На основании их показаний абсолютная влажность определяется по таблицам или по формуле:
K = f - а (tс--tв) B,
где: K - абсолютная влажность воздуха при данной температуре, мм рт.ст.;
f - максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра, мм рт.ст. (см. табл. 2);
а - психрометрический коэффициент, равный при несильном движении воздуха 0,001;
tc и tВ - температура сухого и влажного термометров, ?С; В - атмосферное давление в момент измерения, мм рт.ст.
Наиболее широко в гигиенической практике для измерения абсолютной влажности как в помещении, так и вне его используются переносные аспирационные психрометры Ассмана, имеющие защиту от ветра и тепловой радиации. Психрометр состоит из двух ртутных термометров (имеющих шкалу от -30 до +50 ?С), которые заключены в общую оправу, а их резервуары - в двойные никелированные металлические трубки защиты от лучистого тепла. Вмонтированный в головку прибора вентилятор с часовым механизмом просасывает воздух вдоль термометров с постоянной скоростью 2 м/с.
Перед началом измерений при помощи пипетки нужно увлажнить ткань на резервуаре влажного термометра, завести ключом меха- низм прибора до отказа и подвесить его вертикально на кронштейне в исследуемой точке, обычно в центре помещения, а затем через 3- 5 мин записать показания сухого и влажного термометров.
Абсолютная влажность воздуха в этом случае вычисляется по формуле:
K = / 755.
Относительная влажность воздуха (в %) рассчитывается по формуле:
P = K . 100 / F,
где: P - относительная влажность, %,
F - максимальная влажность воздуха при температуре сухого термометра, мм рт.ст. (см. табл. 2).
Таблица 2. Максимальная влажность воздуха при разных температурах
Температура воздуха, +?С | Температура воздуха, +?С | Максимальная влажность, мм рт.ст. |
|
10,5 | 30,04 |
||
11,23 | 31,84 |
||
11,99 | 33,69 |
||
12,73 | 35,66 |
||
13,63 | 37,73 |
||
14,53 | 39,90 |
||
15,48 | 42,17 |
||
16,48 | 44,16 |
||
17,73 | 46,65 |
||
18,65 | 49,26 |
||
19,83 | 52,00 |
||
21,07 | 55,32 |
||
22,38 | 58,34 |
||
23,76 | 61,50 |
||
25,20 | 64,80 |
||
26,74 | 68,26 |
||
28,34 | 71,88 |
Непосредственно относительная влажность может быть измерена гигрометром (рис. 5). Обезжиренный человеческий волос в гигрометре натянут вдоль рамы прибора и прикреплен к стрелке. Используется свойство волоса изменять свою длину в зависимости от влажности. При изменении степени его натяжения стрелка перемещается по шкале, отградуированной в процентах. Относительная влажность измеряется обычно в центре помещения.
Для непрерывной графической регистрации относительной влажности воздуха за определенный период времени используются самопишущие приборы - гигрографы (суточный или недельный) типа М-21 (диапазон измерений от 30 до 100% при температурах от -30 до +45 ?С), в которых датчиком служит натянутый в рамке пучок обезжиренных человеческих волос (рис. 6).
Рис. 5. Гигрометр
Рис. 6. Гигрограф
5. Определение скорости движения воздуха
Перемещение воздуха в атмосфере характеризуется направлением движения и скоростью. Направление определяется стороной
света, откуда дует ветер, а скорость - расстоянием, проходимым массой воздуха в единицу времени (м/с). Преобладающее направление ветра в конкретной местности необходимо учитывать при планировке и строительстве населенных мест, размещении на их территории жилых зданий, аптечных организаций, детских садов, школ, больниц и других учреждений, которые должны располагаться с наветренной стороны по отношению к источникам загрязнения атмосферного воздуха и других объектов окружающей среды (промышленных предприятий, ТЭЦ и др.).
Господствующее для данного места направление ветра определяется по розе ветров. Роза ветров представляет собой графическое изображение частоты (повторяемости) ветров по румбам (направ- лениям), наблюдающихся в данной местности в течение года. Для обозначения румбов используются начальные буквы наименований сторон света. Для построения розы ветров от центра графика на основных (N, S, O, W) и промежуточных (N-O, N-W, S-O, S-W) румбах откладывают отрезки в определенном масштабе, соответствующие числу дней в году с данным направлением ветра. Затем концы отрезков по румбам соединяют прямыми линиями. Штиль (отсутствие ветра) обозначают окружностью из центра графика с радиусом, соответствующим числу дней штиля.
Рис. 7. Роза ветров
На рис. 7 роза ветров указывает на господствующее северо-восточное направление ветров в исследуемой местности в течение года, поэтому жилые дома, аптеки, больницы и детские учреждения сле- дует размещать с наветренной стороны (в северо-восточном направлении), а промышленные предприятия и другие источники загрязнения - с подветренной стороны (в юго-западном направлении). Промышленные предприятия и другие источники негативного влияния на среду обитания и здоровье человека необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами (СЗЗ). Ширина санитарно-защитной зоны устанавливается в соответствии с санитарной классификацией промышленных предприятий, сооружений и иных объектов в зависимости от степени вредности производства, его мощности, характера и количества выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов (Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. СанПиН2.2.1/2.1.1.1200-03). По этим признакам промышленные предприятия разделены на 5 классов, для каждого установлен размер СЗЗ: для предприятий 1-го класса - 1000 м с не менее 40% озеленения, для 2-го - 500 м, 3-го - 300 м с не менее 50% озеленения, для 4-го - 100 м и 5-го - 50 м с не менее 60% озеленения.
Рис. 8. Анемометры (слева - чашечный, справа - крыльчатый)
Измерение сравнительно больших скоростей движения воздуха производится анемометрами различных конструкций. Выбор типа анемометра определяется величиной измеряемой скорости движения воздуха. Чашечный анемометр МС-13 измеряет скорости от 1 до 30 м/с. Его чаще всего используют в метеорологической практике. Крыльчатый анемометр АСО-3 используется в производственных помещениях для измерения скоростей движения воздуха в диапазоне 0,3-5,0 м/с (рис. 8).
Принцип работы приборов основан на передаче вращения лопастей, укрепленных на оси, счетному механизму, фиксирующему число оборотов. Для определения скорости воздушной среды разность между показаниями анемометра после его нахождения в струе воздуха в течение 3 мин и первоначальными показаниями прибора делят на число сунд измерения. Число оборотов в сунду соответствует скорости движения воздуха в м/с.
Для измерения малых скоростей воздуха в помещении используются стеклянные шаровые или цилиндрические кататермометры, которые позволяют измерить скорость в диапазоне 0,05-2,0 м/с (рис. 9).
Рис. 9. Кататермометр шаровой
Шкала шарового кататермометра состоит из 7? (от 33 до 40?), шкала цилиндрического - из 3? (от 35 до 38?). Определение основано на оценке интенсивности охлаждения нагретого прибора за счет охлаждающей способности воздуха. Охлаждающую способность воздуха «Н» определяют по фактору кататермометра (F) и времени охлаждения его резервуара (t) в сундах с 38? до 35 ?С или с 40? до 33?С шкалы прибора. Величина F указана в верхней части кататермометра, она соответствует количеству тепла в милликалориях, теряемого с 1 см 2 поверхности прибора при его охлаждении с 40? до 33 ?С или от 38? до 35 ?С. Прибор нагревают в стакане с горячей водой с температурой 66-75 ?С для того, чтобы спирт поднялся немного выше верхней отметки шкалы прибора, вытирают прибор насухо и, подвесив его в центре помещения, отмечают время, требующееся для охлаждения спирта с 40? до 33 ?С или с 38? до 35 ?С. Охлаждающую способность воздуха «Н» находят по формуле:
H = [(F/3) (40-33)] / t, мкал /см 2 .
Для учета охлаждающего действия окружающего воздуха необходимо вычислить фактор Q, равный разности между средней температурой кататермометра (36,5 ?С) и температурой воздуха в помещении. Рассчитав H/Q, скорость движения воздуха в точке измерения находят по табл. 3.
Скорость движения воздуха может быть рассчитана и по эмпирической формуле: V = [(H/Q - 0,20)/0,40] 2 м/с. Летом благоприятны скорости движения атмосферного воздуха в пределах 1-4 м/с, а в помещении - 0,2-0,4 м/с.
Для измерения и контроля параметров воздушной среды в настоящее время используются специальные приборы метеометры типа МЭС-200, предназначенные для измерения атмосферного давления, относительной влажности воздуха, его температуры и скорости воздушного потока внутри помещения. В качестве датчиков для измерения параметров в приборе используются терморезисторы и сенсор влажности с блоком усилителя.
6. Исследование реакций организма на микроклимат
* Теплоощущение человека зависит от комплексного действия микроклиматических факторов, а также от интенсивности выполняемой работы, степени утомления, характера питания, одежды, эмоционального состояния, тренированности человека к холоду
Таблица 3. Скорость движения воздуха меньше 1 м/сек при различных диапазонах температуры воздуха в помещении
H/Q | 17,5? | 20,0? | 22,5? | 25,0? |
||||||||||||||||||||||
0,27 | 0,035 | 0,041 | 0,047 | 0,051 |
||||||||||||||||||||||
0,28 | 0,049 | 0,051 | 0,061 | 0,070 |
||||||||||||||||||||||
0,29 | 0,060 | 0,067 | 0,076 | 0,085 |
||||||||||||||||||||||
0,30 | 0,073 | 0,082 | 0,091 | 0,101 |
||||||||||||||||||||||
0,31 | 0,088 | 0,098 | 0,107 | 0,116 |
||||||||||||||||||||||
0,32 | 0,104 | 0,113 | 0,124 | 0,136 |
||||||||||||||||||||||
0,33 | 0,119 | 0,128 | 0,140 | 0,153 |
||||||||||||||||||||||
0,34 | 0,139 | 0,148 | 0,160 | 0,174 |
||||||||||||||||||||||
0,35 | 0,154 | 0,167 | 0,180 | 0,196 |
||||||||||||||||||||||
0,36 | 0,179 | 0,192 | 0,206 | 0,220 |
||||||||||||||||||||||
0,37 | 0,198 | 0,212 | ||||||||||||||||||||||||
По вертикали, м | По горизонтали,?С |
|||
У наружной стены | В центре | У внутренней стены | Перепад |
|
1,5 м от пола | Т з | Т 2 | Т 4 | Т 3 -Т 4 |
0,5 м от пола | ||||
Перепад,?С | Т 2 -Т 1 | |||
Расчет средней температуры воздуха в помещении:
Т ?ср =(Т1 + Т 2 + Т з + Т4) / 4 ... 3. Определение влажности воздуха:
Определение абсолютной влажности с помощью аспирационного психрометра Ассмана:
Показания сухого термометра. Показания влажного термометра. Расчет абсолютной влажности по формуле: Расчет относительной влажности по формуле: 4. Определение скорости движения воздуха в помещении с помощью шарового кататермометра: Время охлаждения прибора (t) ... Фактор прибора (F) ...
Охлаждающая способность воздуха: H = [(F/3) (40-33)] / t ...
Q (36,5? - Т ?ср) =..., H / Q = ..., V = ... Заключение (образец)
Микроклимат данного помещения обеспечивает комфортные условия (или недопустимо жаркий и вызывает значительное напряжение терморегуляции; несколько выше зоны комфорта - допустимо теплый и вызывает некоторое напряжение терморегуляции; ниже зоны комфорта - недопустимо холодный и вызывает ощущение холода и пр.). Для оздоровления микроклимата рекомендуется...
Взаимодействие организма человека с окружающей воздушной средой не всегда комфортно для человека, поэтому в процессе эволюции появились приспособительные механизмы, нарушение которых из-за резкого изменения физических свойств окружающего воздуха может привести к их резкому срыву и развитию разнообразных патологических состояний в виде нарушений функционального состояния организма.
Совокупность характеристик физиологических систем человека, отражающих взаимодействие организма с его окружающей средой, а также жизнедеятельность и работоспособность и есть функциональное состояние организма.
Не мудрено, что сегодня особое значение приобрели показатели микроклимата помещений где находится человек, как одного из важных физических факторов окружающей среды, от которого во многом зависит функциональное состояние организма людей, находящихся в этих помещениях.
Так что же такое микроклимат? Микроклимат – это климат приземного слоя воздуха небольшой территории (опушка леса, поле, площадь города и т.п.), а также Микроклимат – это искусственно создаваемые климатические условия в закрытых помещениях (например, в комнате квартиры) для защиты от неблагоприятных внешних воздействий и создание зоны комфорта.
Влияние микроклимата на человеческий организм определяет характер отдачи тепла в окружающую его среду. В комфортных условиях отдача тепла происходит за счет теплоизлучения (40-50 %), теплопроведения: конвекция (20 %), кондукция (> 10 %) и испарения (до 25 %).
Проведение – это отдача тепла при соприкосновении с воздухом (конвекция) и предметами (кондукция), имеющими более низкую температуру.
Излучение – это испускание волн определенной длины предметами. Зависит от температуры предмета и не зависит от температуры окружающей среды.
Испарение – это отдача тепла путем испарения пота с поверхности тела. Зависит от влажности окружающей среды. Если температура внешней среды выше температуры тела, то этот вариант теплоотдачи – единственный. Испарение интенсивней при низкой влажности и большой поверхности тела.
Неблагоприятное влияние микроклимата, наиболее часто, обусловлено изменением температуры, влажности и скорости движения окружающего воздуха. Изменению микроклиматических условий способствует также атмосферное давление. От физических свойств воздуха зависит климат и погода.
Климат – среднее состояние микроклиматических условий, установленных на основании многолетних наблюдений и характерное для данной местности.
Погода – среднее состояние метеорологических условий в течение короткого промежутки времени.
Рассмотрим гигиеническое значение температуры окружающего воздуха. Организм человека эволюционно обладает совершенными механизмами физической и химической терморегуляции, которые позволяют ему приспосабливаться к самым различным температурным условиям, а также кратковременно переносить значительные колебания температуры без ущерба для здоровья. Однако возможности этих механизмов не безграничны, и при очень высоких и очень низких температурах воздуха организм может не сохранять постоянство температуры тела, то есть перегреться или переохладиться. Температуру окружающего воздуха измеряют с помощью термометров фиксирующих и измеряющих. К фиксирующим относятся максимальные и минимальные. К измеряющим – спиртовые, ртутные и электрические. При необходимости непрерывной регистрации температуры воздуха применяют термографы – самопишущие приборы.
Влажность воздуха, с точки зрения ее гигиенического значения, играет большую роль как фактор, существенно влияющий на теплоотдачу организма человека. Существует несколько ее видов: абсолютная – количество водяных паров, содержащихся в единице объема воздуха при данной температуре (измеряется в мм рт. ст. или г/м 3), максимальная – количество водяных паров, которые насыщают единицу объема воздуха при данной температуре (измеряется в тех же единицах), относительная – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Относительная влажность имеет наибольшее гигиеническое значение, поскольку показывает степень насыщения окружающего воздуха водяными парами.
Для человека практическое значение также имеют такие показатели как дефицит насыщения и точка росы: физический дефицит насыщения – это разность между максимальной и абсолютной влажностью при данной температуре, физиологический дефицит – разность между максимальной влажностью при температуре тела и абсолютной влажностью при данной температуре, температура точки росы – температура, при которой величина абсолютной влажности становится максимальной.
Влажность воздуха измеряется с помощью психрометров (Августа и Ассмана) и гигрометров. При необходимости фиксации измеренной влажности можно воспользоваться гигрографом.
Гигиеническое значение атмосферного давления. Обладая массой и весом, воздух создает у поверхности земли барометрическое или атмосферное давление. С поднятием на высоту величина атмосферного давления уменьшается, а при опускании под землю или под воду соответственно повышается. Впрочем и на поверхности земли давление непостоянно, неравномерно и на прямую зависит от метеорологических и географических условий, времени суток и года. На уровне моря (широта 45 º и температуре 0 º С) атмосферное давление составляет 1 атмосферу или для многих более понятные 760 мм рт. ст. При таких условиях атмосфера давит с силой около 1 кг на 1 см 2 поверхности земли. Колебания атмосферного давления у поверхности земли в сутки составляют 4-7 мм рт. ст., а в году – 20-30.
Такие изменения здоровые люди чаще всего на себе не ощущают, тем не менее, по данным медицинской статистики, до 70 % людей в той или иной степени реагируют на изменения погоды (изменение атмосферного давления). Явление это получило название метеопатической реакции (метеопатии).
Метеопаты – люди, испытывающие повышенную чувствительность к смене погоды и климата. Люди такого типа особенно часто выявляются в случаях с хроническими нарушениями дыхательной, нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной систем организма.
Метеочувствительность – реактивное состояние организма. Оно проявляется и исчезает под влиянием целого комплекса биологических связей человека с природой.
Из чего можно сделать вывод, что метеопатию нельзя отнести к болезням, хотя она и является нежелательным состоянием для человека.
Ввиду того, что выявить самостоятельное влияние небольших колебаний атмосферного давления на человеческий организм очень затруднительно, его рассматривают как фактор, характеризующий состояние погоды в целом, оказывающий суммарное воздействие на человека.
Атмосферное давление измеряют с помощью барометра-анероида или ртутного барометра. Для непрерывной регистрации колебаний атмосферного давления используют барограф.
Микроклимат в помещении является важнейшим физическим фактором окружающей среды, от которого зависит во многом работоспособность и состояние здоровья людей. В практических условиях нередко возникают ситуации, которые связанны с необходимостью пребывания людей в помещениях с неблагоприятными микроклиматическими условиями. В этой связи неизменно актуальными являются задачи гигиенического исследования основных закономерностей формирования микроклимата, термоадаптации человеческого организма, путей ускорения или облегчения этого процесса и, в конечном счете, гигиенической оценки микроклимата как базовой основы для прогнозирования физического состояния и работоспособности людей.
Геннадий Карман, врач-лаборант
Влияние микроклимата на человека
Микроклимат и его гигиеническое значение. Виды микроклимата и влияния дискомфортного микроклимата на теплообмен и здоровье человека (переохлаждение и перегревание).
Микроклимат представляет собой комплекс физических параметров* среды помещения, влияющих на теплообмен человека с окружающей средой, его тепловое состояние и, соответственно - на самочувствие, здоровье, работоспособность.
Гигиеническими показателями, характеризующими микроклимат производственных помещений, являются: температура воздуха; температура поверхностей, (стен, потолков, пола, экранов, технологического оборудования и др.); относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового оборудования.
Жизнедеятельность каждого человека сопровождается непрерывным выделением теплоты (энергозатрат) в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения и фактических климатических условий и составляет от 50 Вт в состоянии покоя до 500 Вт при физических нагрузках.
Для того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду, т.е. соблюдаться тепловой баланс. Нарушение теплового баланса может привести либо к перегреву, либо к переохлаждению организма и, как следствие, к быстрой утомляемости, к потере трудоспособности, потере сознания и тепловой смерти.
Температурные воздействия, выходящие за пределы допустимых (нейтральных) колебаний, вызывают изменения тонуса мышц, периферических сосудов.
Даже при допустимых параметрах микроклимата могут возникнуть расстройства центральной нервной системы и аллергические заболевания.
Если все параметры микроклимата находятся в норме, то у человека не возникнет никаких ощущений дискомфорта, не чувствуется ни жары, ни холода, ни духоты.
Особенно сильно воздействуют на человека тепловые условия.
Тепловое состояние человека по степени напряжения реакций терморегуляции, влияния на показатели работоспособности и здоровье подразделяется на оптимальное, допустимое и предельно допустимое.
По степени воздействия на тепловое состояние человека параметры микроклимата подразделяются на оптимальный (нейтральный), нагревающий и охлаждающий.
Оптимальный (нейтральный) микроклимат - такое сочетание его параметров, которое при воздействии на человека в течение длительного времени обеспечивает тепловой баланс организма, т.е. примерное равенство между величиной теплопродукции организма человека и его теплоотдачей в окружающую среду (разность между величинами теплопродукции и теплоотдачи не более +/- 2 Вт, доля теплоотдачи испарением влаги - не более 30%).
Оптимальный микроклимат обеспечивает ощущение комфорта и создает предпосылки для высокого уровня работоспособности.
Охлаждающий микроклимат - сочетание параметров, при котором суммарная теплоотдача человека в окружающую среду превышает величину теплопродукции организма, что приводит к образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (более 2 Вт).
Нагревающий микроклимат - сочетание его параметров, при котором суммарная теплоотдача человека в окружающую среду меньше величины теплопродукции организма, что приводит к накоплению тепла в организме (более 2 Вт) и/или к увеличению доли потерь тепла испарением влаги (более 30%), образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (более 2 Вт).
На микроклимат производственных помещений большое влияние оказывает технологический процесс. Практически производственные помещения делят на холодные, имеющие нормальную температуру, и горячие. При пониженной температуре проводится работа в холодильниках, элеваторах, складских помещениях. К горячим помещениям относятся мартеновские, прокатные, литейные цехи и др.
Технологический процесс может оказывать влияние и на влажность воздуха производственных помещений. Источниками повышения влажности воздуха являются красильные и промывочные аппараты, гальванические ванны. Они могут повышать влажность воздуха до
80-90%.
Реже в производственных цехах приходится встречаться с пониженной влажностью (20-25%). Такой воздух вызывает неприятное чувство сухости слизистых оболочек верхних дыхательных путей.
Нагретые поверхности в горячих цехах могут явиться причиной возникновения воздушных потоков, направленных кверху, и притекания на их место более холодного воздуха. Такое движение воздуха может создавать сквозняки. В горячих цехах возможно также действие теплового излучения (инфракрасного).
Неблагоприятное действие производственного микроклимата прежде всего проявляется в нарушении процессов терморегуляции, функции различных органов и систем.
Несмотря на значительные колебания температуры, влажности и движения воздуха в производственных условиях, организм справляется с ними благодаря приспособляемости терморегуляционного аппарата.
Однако при длительном воздействии особо неблагоприятного микроклимата терморегуляторные способности организма оказываются недостаточными, нарушается тепловой баланс, возникают глубокие сдвиги в состоянии организма.
Высокая температура воздуха в сочетании с тепловым излучением и физической нагрузкой оказывает влияние и на сердечно-сосудистую систему, водно-солевой обмен, дыхание. Наблюдается падение артериального давления, сгущение крови. Вместе с потом организм теряет значительное количество соли.
К мероприятиям по борьбе с перегреванием организма относятся: механизация тяжелых работ, защита от источников излучения, вентиляция, личная профилактика. Механизация трудоемких работ, облегчая труд, уменьшает образование тепла в организме.
Для удаления нагретого воздуха применяют организованную аэрацию; для предупреждения перегревания организма устраивают воздушный душ - поток воздуха, направляемый непосредственно на рабочего (рис. 29). Уменьшение теплоизлучения достигается экранированием теплоизлучающих поверхностей различными теплоизоляционными материалами (асбестом, пеностеклом), применением водяных завес (рис. 30).
Рис. 29. Схема отдувающей вентиляции (воздушный душ) в литейном цехе.
Рис. 30. Водная завеса перед отверстием печи для защиты от облучения.
Для регуляции водно-солевого обмена применяют для питья подсоленную (0,5%) газированную воду.
К мерам личной профилактики относятся также кратковременные перерывы в работе, проводимые в кабинах с водяным охлаждением (рис. 31), применение рациональной спецодежды и обуви.
Рис. 31. Кабина с водяным охлаждением.
Для предупреждения переохлаждения организма используют устройство местного лучистого отопления на постоянных местах работы, специальные помещения для обогрева; работающих снабжают спецодеждой, обувью, рукавицами из малотеплопроводных материалов.
Гигиеническое значение климата. Климат - среднее состояние метеорологических условий, характерных для данной местности в течение многолетних наблюдений, другими словами, это достаточно статистически устойчивое состояние метеорологических условий в определенной географической зоне.
К метеорологическим условиям, или климатологическим показателям, относятся температура, влажность, барометрическое давление воздуха, направление и сила ветра, солнечная радиация, облачность, осадки, электрическое состояние атмосферы. В зависимости от них, но прежде всего от среднегодовой температуры и географического положения местности, на земном шаре различают 7 основных климатических поясов (табл. 1.2).
Таблица 1.2. Климатические пояса Земли
В строительной практике территория СНГ подразделяется по признаку средних температур января и июля на 3 климатических района: I - холодный, II - умеренный, III - теплый.
В отдельных климатических районах имеются зоны со своеобразными особенностями, получившими названия континентальный, морской, горный, степной, лесной климаты.
Эта классификация климата удобна при решении вопросов градостроительства, в сельском хозяйстве и медицине, так как он существенно влияет на состояние здоровья людей.
В настоящее время в медицинской практике используют деление климата на щадящий и раздражающий.
К щадящему относят теплый климат с малыми колебаниями температур и других метеорологических факторов на протяжении месячных, суточных и годовых промежутков времени. Этот климат предъявляет минимальные требования к адаптационным физиологическим механизмам организма человека. Примерами такого климата являются лесной климат средней полосы России, а также климат Южного берега Крыма.
Для раздражающего климата характерны значительные суточные и сезонные колебания метеорологических факторов, вследствие чего к адаптационным механизмам организма предъявляются повышенные требования.
Примерами раздражающего климата являются холодный климат Севера, высокогорный климат и жаркий климат пустынь и степей.
Холодный климат Севера отличается низкими температурами воздуха, высокой относительной влажностью, вечной мерзлотой, полярными ночами с отсутствием солнечной радиации (видимых, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей), сильными ветрами, однообразием ландшафта, чистотой воздуха (отсутствием микрофлоры, механических и газообразных примесей).
Особенности этого климата способствуют возникновению у человека напряжения терморегуляции и гемодинамики, усилению основного обмена, гиперсекреции желудка, изменениям в нервной системе в виде усиления процессов торможения, понижения условнорефлекторной деятельности, отрицательных психических реакций, снижения работоспособности, расстройств сна (во время полярного дня).
Низкие же температуры воздуха в сочетании с его высокой влажностью и подвижностью приводят к возникновению простудных заболеваний, ревматизма, заболеваний периферической нервной системы в виде радикулитов, невритов, миалгий, миозитов и т.д.
Жаркий климат пустынь и степей отличается жарким летом, резким размахом суточных температур, сухостью воздуха, избытком солнечного излучения,
В этих условиях могут наблюдаться явления перегрева организма в виде теплового и солнечного ударов, нарушения водносолевого обмена, снижение величины основного обмена, расстройства гемодинамики (расширение капилляров, снижение уровней АД, тахикардия), нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта (понижение аппетита, жажда, разбавление водой пищеварительных секретов и как следствие понижение их переваривающей активности), росту возникновения кишечных инфекций (дизентерии, брюшного тифа, паратифов, холеры и др.), пищевых отравлений бактериальной природы в связи с быстрой порчей продуктов питания, а также массовым развитием насекомых - переносчиков инфекций и инвазий.
Кроме этого, отмечается резкое снижение работоспособности, растет риск возникновения раковых поражений кожи из-за избытка ультрафиолетового облучения (особенно при слабопигментированном типе кожи), уролитиаза вследствие нарушений минерального обмена при потреблении больших количеств высокоминерализованной питьевой воды, катаракты из-за избытка инфракрасных лучей.
С высоты 2000 м над уровнем моря начинается высокогорный климат, который характеризуется пониженным атмосферным давлением, чистым воздухом и низкими парциальным давлением кислорода, температурами и влажностью воздуха, его высокой подвижностью. Отмечается интенсивное солнечное излучение и высокое альбедо (степень отражения солнечных лучей от различных поверхностей).
В таких условиях человек может страдать от гипоксии, которая компенсаторно усиливает эритропоэз, меняются глубина и ритм дыхания (реже и глубже), кривая диссоциации оксигемоглобина (ускоряется процесс присоединения и отделения кислорода), создается напряжение терморегуляторных процессов, отмечаются резкая сухость слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, световой дискомфорт.
Местности с морским, горным, лесным и степным климатами часто используют для организации курортов, так как они обладают комплексами метеорологических факторов, ценных с точки зрения оздоровления организма.
Так, морской климат отличается ровной температурой, повышенной влажностью, чистотой воздуха.
Для горного климата местностей на высоте 500-700 м над уровнем моря характерны умеренные температуры, пониженное барометрическое давление, чистый сухой воздух, мощная солнечная радиация, повышенная ионизация воздуха.
Степному климату присущи высокие температуры воздуха в летнее время года, чистый сухой воздух, значительная инсоляция.
Лесной же климат, как уже упоминалось, относится к щадящему типу климата, весьма благоприятному для сохранения здоровья.
Акклиматизация. Систематическое влияние на организм человека климатических факторов и обусловленных ими особенностей устройства жилых и общественных зданий, одежды и обуви, ритма жизни, питания приводит к образованию определенного динамического стереотипа в деятельности отдельных органов и систем.
При резком же изменении привычного климата организм может испытать нарушения в деятельности этих систем, что потребует изменения сложившегося динамического стереотипа. Организм человека имеет различные физиологические механизмы, помогающие ему приспособиться к новым необычным климатическим условиям в течение более или менее длительного промежутка времени. Эта способность организма адаптироваться к новому климату получила название акклиматизации.
В настоящее время акклиматизацию рассматривают как сложный социально-биологический процесс активной адаптации организма к новым климатическим условиям.
В зависимости от приспособления к тому или иному климату организм использует разнообразные физиологические механизмы. Так, при акклиматизации к жаркому климату наблюдаются реакции со стороны следующих систем:
Сердечно-сосудистой (урежается пульс, снижается уровень АД - на 15-25 мм рт.ст.);
Дыхательной (уменьшается частота дыхания);
Выделительной (лучше и равномернее распределяется по поверхности тела кожное сало, более интенсивно и равномерно, без профузного потения, испаряется пот).
В результате происходит снижение величины основного обмена (на 10-15 %) и температуры тела.
При акклиматизации к колодному, суровому и полярному климату, т.е. к низким температурам, происходит усиление обмена веществ, теплопродукции, увеличение объема циркулирующей крови, быстрее восстанавливается температура кожи. Процессы акклиматизации к холоду облегчают рациональные одежда, обувь, жилище, питание.
Процесс акклиматизации протекает в 3 фазы:
· начальная, для которой характерны физиологические сдвиги, описанные для холодного, жаркого и высокогорного климатов;
· перестройка динамического стереотипа, реализующаяся по благоприятному или неблагоприятному вариантам;
· стойкая акклиматизация.
При благоприятном варианте перестройки динамического стереотипа 2-я фаза плавно переходит в 3-ю, чему могут и должны обязательно помогать соответствующие социально-гигиенические мероприятия.
Неблагоприятное развитие 2-й фазы может сопровождаться появлением дезадаптационных метеоневрозов, артралгий, цефалгии, невралгий, мышечных болей, снижением общего тонуса и работоспособности организма, а также обострением хронических заболеваний. И все же при своевременной организации необходимых лечебно-профилактических и гигиенических мероприятий почти всегда можно добиться и в этом случае перехода процесса акклиматизации в 3-ю фазу.
Третья фаза характеризуется устойчивостью обменных процессов, нормальным пищевым статусом, высокой работоспособностью, нормальной рождаемостью, хорошим физическим и умственным развитием новорожденных, средними уровнями заболеваемости.
Известно, что акклиматизация к жаркому климату осуществляется труднее, чем к холодному.
Акклиматизация актуальна для стран, имеющих обширные территории и активные миграционные процессы населения в интересах освоения новых необжитых территорий или же интенсивные международные связи, сопровождающиеся переездами людей в разные климатические районы.
Процессы акклиматизации следует учитывать в случае переезда в местность с другим климатом независимо от его цели (санаторно-курортное лечение, экспедиция, туристическая поездка, служба в армии и т.д.).
Большую роль в процессе акклиматизации играют личная гигиена, закаливание, тренировки.
Наиболее целесообразно организовывать миграции переселенцев в переходные периоды года (весна и осень), когда различия климатопогодных условий не так резко выражены.
Однако для успешной акклиматизации наиболее важны определенные социально-гигиенические мероприятия, специфичные для холодного и жаркого климатов.
Акклиматизации к холодному климату способствуют следующие мероприятия:
Рациональная застройка населенных мест (компактное размещение зданий торцами к господствующим холодным ветрам, устройство крытых переходов между отдельными зданиями, большая полезная площадь помещений, наличие зимних садов);
Рациональная одежда и обувь (плохая теплопроводность тканей, паропроницаемость, ветрозащитность и влагонепроницаемость, чтобы обеспечить снижение теплопотерь);
Рациональное питание (высокая энергетическая ценность суточных рационов, включающих не менее 14 % белков, в том числе 60 % животных, 30 % жиров, повышенное содержание витаминов - аскорбиновой и никотиновой кислот, группы В, D);
Профилактические ультрафиолетовые облучения с помощью эритемных ламп на производстве (в фотариях), плавательных бассейнах, детских учреждениях и т.д.
В условиях жаркого климата целесообразны следующие мероприятия:
Рациональная застройка населенных мест (размещение зданий менее плотное, правильная ориентация окон зданий - исключение западной и юго-западной ориентации), озеленение территорий, максимальное использование водного фактора (фонтанов, бассейнов, водоемов и т.д.);
Рациональная вентиляция жилых помещений, применение кондиционеров, устройство открытых лоджий, балконов, веранд и т.п.;
Рациональное питание (снижение энергетической ценности пищевого рациона за счет животных жиров, увеличение поступления водорастворимых витаминов и минеральных солей, теряемых с потом, изменение режима питания - основные приемы пищи утром и вечером);
Рациональный питьевой режим (пьют горячий зеленый чай для усиления потоотделения);
Рациональная одежда и обувь (малотеплопроводная, светлых тонов снаружи, свободного покроя, чтобы уменьшить приток тепла извне и усилить воздухообмен; головные уборы в виде чалмы, широкополых панам и шляп).
Гигиеническое значение погоды. Погода - среднее состояние метеорологических условий в данной местности в течение короткого периода наблюдений (часы, сутки, недели). В отличие от климата, погода - неустойчивое состояние метеорологических условий, вследствие чего она может меняться несколько раз на протяжении суток.
В потоке теплого воздуха образуется циклон, т.е. область пониженного давления диаметром примерно 2,5-3 тыс. км, при этом понижение атмосферного давления отмечается от периферии к центру. Погода в циклоне отличается неустойчивостью, характерны большие перепады уровней давления, температуры, повышенная влажность воздуха, осадки, высокая электропроводность воздуха.
В потоке же холодного воздуха образуется антициклон - область высокого давления, диаметр которой составляет около 5-7 тыс. км, несущий устойчивую погоду, но не обязательно ясную.
Известно, что погода оказывает непосредственное и косвенное влияние на здоровье и физиологические функции организма человека.
Непосредственное, или прямое, влияние погоды заключается в воздействии на теплообмен. Так, жаркая безветренная погода в сочетании с высокой влажностью воздуха вызывает напряжение терморегуляторных механизмов и может привести к перегреву в виде теплового удара. Погода с пониженной температурой, высокими влажностью и подвижностью воздуха, перенапрягая механизмы терморегуляции, может способствовать переохлаждению организма вплоть до отморожений и гибели от замерзания, снижению иммунитета, росту простудных заболеваний, заболеваний периферической нервной системы воспалительного характера в виде невритов, радикулитов, невралгий, миозитов и т.д.
Погодные условия влияют и на инфекционную заболеваемость. Известно, что жаркая погода способствует развитию кишечных инфекций и, кроме того, способствует росту пищевых отравлений бактериального происхождения.
Косвенное влияние погоды связано с воздействием апериодических изменений погодной обстановки, которые рассогласовывают привычные организму ритмы физиологических функций, В первую очередь речь идет о разбалансировке биологических адаптивных ритмов: суточных (циркадных), месячных (циркадианных), годичных (цирканных) и гелиобиологических, обусловленных 11-летней солнечной активностью.
Органический мир, включая человека, развивался всегда в условиях циклической динамики внешних факторов окружающей среды: ритмичной смены времени суток, времен года, уровней освещенности, в соответствии с которыми синхронно изменяются биоритмы (суточные колебания температуры тела, покоя и активности организма, обменные процессы, секреторная и гормональная активность и т.д.).
Установлено, что биологические ритмы имеют приспособительное значение для организма, отражая с пользой для него циклическую динамику окружающей среды. Согласованность режима суток организма, его жизненных функций с внешними циклами способствует жизнедеятельности и работоспособности человека, и наоборот, неправильная организация труда, меняющая привычный режим жизни, например трехсменная работа на некоторых предприятиях и в учреждениях (больницы, телеграф, типографии и т.д.), их снижает.
Цикличность погодных условий в разные времена года (весна, лето, осень, зима) влияет и на сезонные ритмы физиологических процессов (гормональную и секреторную активность, обменные процессы, реактивность организма), которые скорее всего обусловлены характером питания (витаминная недостаточность, снижение поступления биологически активных веществ) и режимом жизни.
Давно известны заболевания, склонные к сезонным обострениям или более тяжелому течению: язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, некоторые психические заболевания (маниакально-депрессивный психоз), сердечно-сосудистые болезни.
Резкие изменения погоды при смене воздушных масс или гелиогеофизических факторов могут отрицательно сказаться на состоянии здоровья некоторых людей, которых называют метеолабильными, метеочувствительными или метеопатами. Их число различно в зависимости от возраста, вида патологии, типа высшей нервной деятельности. Неблагоприятные изменения погоды у этих людей вызывают появление гелиометеотропных реакций, иногда угрожающих жизни.
Гелиометеотропная реакция не имеет четкого симптомокомплекса и не является нозологической единицей. Ее характер и проявления зависят от вида патологии, исходного состояния организма, типа психической деятельности, особенностей условий труда и быта.
Большинство метеолабильных людей жалуются на ухудшение общего самочувствия, нарушение сна, головокружение, чувство тревоги, снижение работоспособности, быструю утомляемость. Отмечаются резкие колебания артериального давления, боли в области сердца, в этих случаях снижается чувствительность к лекарственным препаратам, что может привести к их передозировке.
Разнообразные гелиометеотропные реакции объединяет одновременность их возникновения у многих больных, находящихся в одинаковой метеорологической обстановке.
Г.М, Данишевский рассматривает гелиометеотропные реакции как клинические синдромы дезадаптации, т.е. метеоневрозы дезадаптационного происхождения.
В настоящее время доказано отрицательное влияние неблагоприятной погоды на течение заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и нервной систем, кожных и глазных болезней, а также рост травматизма, автокатастроф, случаев убийств и суицидов.
Особенно настораживает отрицательное влияние неблагоприятной погоды на многочисленную категорию больных с патологией сердечно-сосудистой системы, у которых увеличивается частота острого инфаркта миокарда, гипертензивных кризов, приступов стенокардии, растет смертность.
Погода может влиять неблагоприятно и в случае извращения динамики рассеивания атмосферных загрязнений при наличии феномена температурной инверсии. По мере удаления от поверхности Земли температура воздуха обычно понижается, но при стойком антициклоне из-за вертикальных потоков холодного воздуха может наблюдаться понижение температуры воздуха в приземном слое и ее более высокие уровни на высоте. В этом случае создается неблагоприятная ситуация с динамикой распространения атмосферных загрязнений, когда интенсивные выбросы автотранспорта и промышленных предприятий в безветренную погоду с температурной инверсией не рассеиваются в атмосфере, а прижимаются к поверхности Земли, образуя ядовитый туман - смог, способствующий возникновению большого числа заболеваний органов дыхания, кровообращения, резкому увеличению летальности (Бельгия, Великобритания, США, Япония и др).