Кафедра общей врачебной практики, геронтологии, общественного здоровья и здравоохранения

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УНИВЕРСИТЕТ им. Х.М. БЕРБЕКОВА

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ВРАЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ, ГЕРОНТОЛОГИИ, ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДОРОВЬЯ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

Нальчик 2010

ББК 512
Рецензенты: зав. кафедрой общей гигиены ГОУ ВПО «СОГМА» Росздрава, д.м.н., профессор Кусова А.Р.

руководитель Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия по КБР, главный государственный санитарный врач КБР Хацуков К.Х.
Составители: Кимова Л.Ф., Карданова Л.Д., Тхабисимова И.К.,

Инарокова А.М.

В работе приводится теоретическая предпосылка по гигиенической характеристике климатических особенностей местностей; даются сведения о физических свойствах, химическом составе и источниках загрязнения воздушной среды и влиянии их на здоровье человека, что используется при определении тактики медицинских структур в организации защиты человека от неблагоприятных факторов внешней среды и разработке практических рекомендаций по оздоровлению окружающей среды.

Приводится описание инструментально-лабораторных методов исследования воздушной среды с решением ситуационных задач.

Издание предназначено для студентов медицинских ВУЗов специальностей “Лечебное дело” и “Стоматология”, а также врачей различных специальностей.

ББК 512

Проведение лабораторных занятий по данной теме позволяет акцентировать внимание будущих врачей на важнейшую роль климатических особенностей мест жительства и состояния воздушной среды в жизнедеятельности и работоспособности организма, самочувствии человека; закрепить теоретические знания и приобрести практические навыки по умению и владению лабораторными методами исследования воздушной среды, по использованию знаний, умений и владений для оценки и профилактики заболеваний, связанных с климатическими особенностями мест проживания, укреплению здоровья, увеличению производительности труда и продолжительности жизни людей, а также для экологического воспитания и экологического образования будущих врачей.

• 
  Ознакомиться с устройством и принципами работы барометров и барографа. Замерить с помощью анероида уровень атмосферного давления.
  
• 
  Ознакомиться с устройством и принципами работы термометров и термографа. Определить температурный режим помещения.
  
• 
  Ознакомиться с устройством и принципами работы психрометров, гигрометров и гигрографов. Определить в учебной аудитории абсолютную, максимальную и относительную влажность, дефицит влажности.
  
• 
  Заполнить протоколы в учебных тетрадях, дать санитарное заключение на основании полученных результатов измерений давления, температуры и влажности воздуха.
  

• 
  Барометр
  
• 
  Барограф
  
• 
  Термометры (разные)
  
• 
  Термограф
  
• 
  Гигрометр
  
• 
  Гигрограф
  
• 
  Таблицы
  
• 
  Теоретический материал учебника
  
• 
  Лекция по теме
  
• 
  Ситуационные задачи
  
• 
  Методическая разработка
  
• 
  Лабораторный практикум
  

1. 
   Гигиеническое значение атмосферного воздуха.
   
2. 
   Климат. Характеристика основных климатических зон РФ, их характеристика.
   
3. 
   Химический состав атмосферного воздуха и его гигиеническое значение.
   
4. 
   Физические свойства атмосферного воздуха и их гигиеническое значение.
   
5. 
   Солнечная радиация, гигиеническое значение различных частей солнечного спектра.
   
6. 
   Основные источники загрязнения воздуха.
   

• 
  манипуляции с физическими приборами с целью определения основных физических параметров окружающей воздушной среды;
  
• 
  решение ситуационных задач (типовые ситуационные задачи прилагаются);
  
• 
  оформление протокола лабораторного занятия с написанием развернутого гигиенического заключения по результатам, полученным при решении ситуационных задач.
  

Атмосферный воздух является важнейшей природной средой обитания человека. Без него немыслимо существование жизни на Земле. Состояние атмосферы определяет тепловой режим поверхности Земли и климат, ее озоновый слой защищает все живое от жесткого ультрафиолетового излучения. Приземный слой атмосферы представляет собой смесь газов и аэрозолей, сложившуюся в процессе эволюции Земли и деятельности человека. В сравнении с водной средой и почвой воздушная среда отличается большей подвижностью и изменчивостью компонентов.

С гигиенической точки зрения воздушная среда неоднородна. Различают атмосферный воздух, воздух промышленных помещений, воздух жилых и общественных зданий и др.

При гигиенической оценке воздушной среды учитываются все ее свойства:

• 
  физические: температура, влажность, подвижность, атмосферное давление, электрическое состояние, солнечная радиация, радиоактивность и электромагнитные волны. От основных физических свойств воздуха зависят погода и климат;
  
• 
  химические: обусловлены нормальным газовым составом воздуха и вредными газообразными примесями;
  
• 
  механические: зависят от содержания в нем примесей твердых частиц в виде пыли, золы, дыма, сажи и присутствия микроорганизмов.
  

Проблема качества атмосферного воздуха является глобальной и практически во всех странах чрезвычайно острой. Объемы выбросов, загрязняющих веществ из года в год, возрастают. Загрязнение воздушной среды приводит в конечном итоге к загрязнению почвы, воды и продуктов питания. От кислотных дождей страдают растительность и водные ресурсы, животные и люди, памятники архитектуры и технические сооружения. Даже незначительные изменения состава воздуха или его физических свойств могут оказывать отрицательное воздействие на организм человека, привести к нарушениям самочувствия и состояния здоровья.

Строение земной атмосферы различно на разных уровнях от поверхности. Атмосфера имеет выраженное слоистое строение и включает тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, ионосферу, экзосферу, магнитосферу.

Тропосфера - это наиболее плотные воздушные слои, прилегающие к земной поверхности. Ее толщина над различными широтами земного шара неодинакова: в средних широтах 10-12 км над уровнем моря, на полюсах-7-10 км, над экватором- 16-18 км. Температура воздуха снижается с подъемом на высоту на каждые 100 м на - 0,65^о С - это величина называется вертикальным температурным градиентом.

Стратосфера характеризуется значительной разряженностью воздуха, ничтожной влажностью, почти полным отсутствием облаков и пыли земного происхождения. Под влиянием космического излучения и коротковолновой солнечной радиации молекулы воздуха, в том числе и кислорода, ионизируются с образованием молекул озона. 60% общего количества озона расположено в слое от 16 до 32 км, максимальная концентрация озона определяется на уровне 25 км от поверхности земли.

Выше стратосферы (до 80 км) простирается мезосфера, содержащая в себе до 5% массы всей атмосферы. Далее следует ионосфера (от 500 до 1000 км). В ионосфере воздух сильно ионизирован, ионизация и температура воздуха повышаются с высотой.

Выше ионосферы (до 3000 км) простирается экзосфера, затем магнитосфера (до 50000 км). За верхнюю границу земной атмосферы принята высота 50000 км от поверхности Земли.

2. Климат. Основные климатические зоны РФ, их гигиеническая характеристика

Погода - сочетание тех или иных значений метеорологических факторов (интенсивность солнечной радиации, электрическое состояние атмосферы, температура, влажность, атмосферное давление, скорость и направление движения ветра, атмосферные осадки) в определенный момент или их изменения в течение некоторого времени (час, сутки, декада, месяц).

Климат - характерный для данной местности в многолетнем разрезе режим погоды, обусловленный солнечной радиацией, характером подстилающей поверхности (почва, рельеф местности, растительность и т.д.) и связанной с ним циркуляцией атмосферы. По уровням среднемесячных температур января и июля территория РФ делится на 4 климатических района:

• 
  холодный с температурой января от -28^оС до - 14^оС, июля - от +4^оС до + 22^оС;
  
• 
  умеренный с температурой января от - 14^оС до - 4^оС, июля - от + 10^оС до +22^оС;
  
• 
  теплый с температурой января от -4^оС до 0^оС, июля - от +22^оС до +28^оС;
  
• 
  жаркий с температурой января от -4^оС до +4^оС, июля - от +28^оС до +34^оС.
  

Для больных с патологией сердечно-сосудистой системы и головного мозга неблагоприятна погода спастического и гипоксического типов при любой степени междусуточной изменчивости метеоэлементов и неустойчивого типа при умеренной, выраженной и резко выраженной степенях междусуточной изменчивости метеоэлементов.

Атмосферный воздух является смесью газов. В составе воздуха имеются постоянные компоненты (азот, кислород, аргон и др.) и в переменных количествах - различные примеси природного происхождения и загрязнения, обусловленные деятельностью человека (водяной пар, углекислый газ, оксиды серы и азота и др.).

Химический состав атмосферного воздуха представлен на рис. 1.

Но помимо вышеописанных постоянных составляющих, в воздухе могут присутствовать до 30% природных примесей.

Воздух, пройдя через дыхательные органы человека, имеет следующий состав:

1) углекислый газ - 3,8-4,0%

2) кислород - 15,7%

3) азот - 77,1%

Наиболее важной частью воздуха является кислород. Человек потребляет в покое около 15-20 л кислорода в 1 ч., потребность в нем при физической работе возрастает до 150-200 л/ч. В выдыхаемом воздухе количество кислорода составляет около 16 % . При содержании кислорода в воздухе менее 14% наступает кислородное голодание, менее 8% - смерть. При отсутствии эффективной вентиляции, скоплении людей в закрытых помещениях или процесс горения топлива, в том числе газового, могут привести к значительному снижению концентрации кислорода в воздухе.

Преобладающим компонентом атмосферы является азот. Азот как инертный газ не принимает участия в обменных процессах живых организмов и служит разбавителем кислорода, так как жизнь в чистом кислороде невозможна. Другие инертные газы - аргон, неон, гелий, криптон, ксенон также не имеют физиологического значения.

Диоксид углерода (углекислый газ) поступает в атмосферу в результате процессов дыхания, брожения, горения, окисления органических веществ и т.п. Содержание углекислого газа в атмосфере постоянно возрастет, что обусловливает появление “парникового эффекта” из-за способности этого газа удерживать у поверхности инфракрасное излучение Земли. В выдыхаемом воздухе углекислого газа в 100 раз больше, чем во вдыхаемом (3-5%). Человек в состоянии покоя выделяет в среднем 20 л углекислого газа в 1 час. При недостаточной вентиляции помещений, где присутствует много людей, содержание этого газа достигает 1% и более. При этом отмечаются ухудшение самочувствия, сонливость и другие симптомы. Концентрация углекислого газа в воздухе помещений выше 0,1% об. свидетельствует о неэффективной работе вентиляции.

Содержание озона (О₃) в околоземном слое составляет в среднем 0,01-0,06 мг/м³. В стратосфере озона в десятки и сотни раз больше, наибольшая концентрация наблюдается на высотах 18 - 25 км, в так называемом “озоновом слое”, который защищает биосферу от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. В целях сохранения озонового слоя Земли наша страна присоединилась к международным соглашениям по сокращению производства и потребления озоноразрушающих веществ, прежде всего фреонов, используемых для изготовления холодильников и аэрозольных приборов. В настоящее время установлено, что озон является промежуточным продуктом фотохимических реакций в загрязненной оксидами азота атмосфере, и как сильный окислитель, может приводить к образованию высокотоксичных соединений. Повышенное содержание озона в воздухе городов указывает на опасный уровень загрязнения.

Загрязнение окружающей среды в целом и воздушного бассейна, в том числе, с одной стороны, и необходимость решения экологических проблем воздушной среды, с другой стороны, на сегодня носит глобальный характер. Наиболее остро этот вопрос стоит для промышленно развитых стран.

Основными источниками загрязнения воздуха являются:

• 
  почва,
  
• 
  промышленные предприятия,
  
• 
  транспорт.
  

Пыль оказывает влияние на здоровье прямо и косвенно. Прямое влияние пыли в основном сказывается на здоровье человека в производственных условиях.

Прямое действие пыли может проявиться в виде механического, раздражающего, аллергенного, канцерогенного, кариесогенного действия, а также возможно лучевое поражение радиоактивной пылью, фиброгенного (пневмокониозы), эпидемиологического (перенос инфекционного начала), фотосенсибилизирующего эффекта.

Косвенное действие пыли:

- снижение уровня освещенности (в связи с уменьшением видимой части солнечного спектра);

- снижение уровня УФ-облучения, что ведет к снижению образования витамина «Д» в коже с нарушением фосфорно-кальциевого обмена;

- повышение выживаемости микроорганизмов в воздухе;

- образование туманов.

Согласно санитарному законодательству, содержание пыли в атмосферном воздухе не должно превышать 0,15 мг/м³, а для отдельных видов пыли ПДУ устанавливается в зависимости от степени токсичности пыли.

Промышленные предприятия (ТЭЦ, горнодобывающие, металлургические, коксохимические и нефтехимические, химические и др.).

Уменьшения количества вредных примесей можно достичь модернизацией технологии производства, повышением эффективности устройств, задерживающих пыль и газы, созданием малоотходных и безотходных производств замкнутых систем, а также создание санитарно-защитных зон вокруг предприятий с учетом класса вредности производства, озеленение территории.

Содержание таких газообразных примесей, как сернистый газ, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и другие, колеблется в значительных пределах и связано с природными процессами и хозяйственной деятельностью человека.

Источниками загрязнения воздуха являются все виды транспорта, но основным источником загрязнения является автотранспорт. Эффективно проводимые меры борьбы с загрязнением воздуха выхлопными газами позволят добиться значительного снижения загрязнения. Использование природного газа снижает токсичность выхлопных газов в 4 раза, по сравнению с бензином, работа в направлении создания «чистого» автомобиля продолжается.

4. Физические свойства воздуха

Температура. Атмосферный воздух пропускает солнечные лучи, часть которых, достигая поверхности Земли, отражается, а другая поглощается почвой, превращаясь в тепловую энергию, и воздух нагревается от теплового излучения Земли. Минимальная температура воздуха наблюдается перед восходом Солнца, а максимальная - между 14-15 часами, когда почва прогрета сильнее всего. Это называется суточной амплитудой температурных колебаний, а разность между среднемесячной температурой самого холодного месяца- января и среднемесячной температурой самого жаркого месяца - июля - называется годовой амплитудой температурных колебаний.

Организм человека обладает совершенными механизмами химической и физической терморегуляции, позволяющими ему приспосабливаться к различным температурным условиям и кратковременно переносить без ущерба для здоровья значительные колебания температуры.

Климатологи считают воздух сухим, если относительная влажность его не превышает 55%, умеренно сухим - при 56-70%, влажным - при 71-85%, очень влажным (сырым)- свыше 86%.

Направление движения воздуха в атмосфере, называемое ветром, определяется точкой горизонта, откуда дует ветер. Для обозначения направлений ветра, приняты начальные буквы наименований главных сторон света: С - север, Ю - юг, В - восток, З - запад и промежуточных сторон: ЮЗ - юго-западный; ЮВ - юго-восточный и т.д. Эти данные необходимы для построения розы ветров (рис.1).

Роза ветров - графическое изображение направления ветров по сторонам света за определенный период (месяц, сезон, год). Для построения розы ветров необходим график, для чего проводят линии с обозначением 8 румбов (С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ). После этого по всем линиям от центра откладывают отрезки, соответствующие величинам повторяемости ветров по каждому направлению. Штиль обозначают из центра графика окружностью, диаметр которой соответствует частоте штиля. Повторяемость ветров по всем румбам выражается в процентах и наносится на чертеж в определенном масштабе, например 1% равен 2 мм. При построении розы ветров сумму чисел повторяемости ветров по всем направлениям и штилей принимают за 100%, а число повторяемости ветра по каждому румбу и штиля вычисляют в процентах к величине суммы в абсолютном числе.

При планировке городов, чтобы исключить неблагоприятное влияние промышленных предприятий на жилые кварталы, больницы, школы, предприятия общественного питания, необходимо знать преобладающее, т.е. наиболее часто повторяющееся, направление ветра в данной местности.

Скорость ветра измеряется в метрах в секунду или в баллах. Движение воздуха, действуя в комплексе с температурой и влажностью, влияет на тепловой обмен человека, усиливает теплоотдачу, предупреждая перегревание в жару. Легкое движение воздуха стимулирует кожные рецепторы, что благотворно влияет на процессы терморегуляции. В то же время чрезмерная подвижность воздуха увеличивает теплопотери организма и при низких температурах способствует быстрому охлаждению организма. Наличие сквозняков воспринимается как некомфортное состояние. Оптимальной для закрытых помещений считается скорость движения воздуха в пределах 0,3-0,15 м/с.

Таблица 1

Понижение атмосферного давления предшествует пасмурной, дождливой погоде, вследствие притока более теплого воздуха (циклон), а повышение атмосферного давления предвещает сухую ясную погоду с похолоданием зимой (антициклон).