Организм человека обладает способностью сохранять постоянство температуры тела в зависимости от изменения метеорологических условий внешней среды и тепла, выделяемого телом человека в процессе работы. Эта способность получила название терморегуляции организма.
Отдача тепла организмом человека в окружающую среду происходит в результате теплопроводности через одежду, конвекции у поверхности тела, излучения на окружающие поверхности, испарения влаги с поверхности кожи.
Количество тепла, отдаваемое организмом человека различными путями, зависит от величины того или иного параметра микроклимата. Отдача тепла с поверхности тела путем конвекции и излучения зависит от температуры окружающего воздуха и скорости его движения, а отдача тепла за счет испарения – от относительной влажности и скорости движения воздуха.
Высокая температура воздуха в помещении (26–30 °C) способствует расширению кровеносных сосудов кожи; при этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела, теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается и осуществляется в основном за счет конвекции и излучения. Суммарная отдача тепла излучением и конвекцией при температуре воздуха 30 °C становится равной отдаче его испарением. В нормальных условиях с потом организм теряет в сутки около 0,6 л жидкости.
При тяжелой физической работе и температуре воздуха более 30 °C количество теряемой организмом жидкости может достичь 10–12 л. В этом случае наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к его перегреву, особенно если потеря влаги с потом в день составляет 5 л или более. При этом наблюдаются нарастающая слабость в организме, головная боль, шум в ушах, искажение цветного восприятия (окраска всего в красный или зеленый цвет), тошнота, рвота, повышается температура тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В тяжелых случаях может наступить тепловой удар. В этих условиях тело теряет вместе с влагой большое количество соли, играющей важную роль в жизнедеятельности организма.
Перегрев организма сильно сказывается на состоянии нервной системы и работоспособности человека. Особенно неблагоприятные условия возникают в том случае, когда наряду с высокой температурой в помещении наблюдается повышенная влажность, ускоряющая возникновение перегрева организма. Установлено, что к концу 5-часового пребывания в доме с температурой воздуха около 31 °C и влажностью более 80 % работоспособность снижается на 60 %.
При понижении температуры окружающего воздуха реакция человеческого организма иная: кровеносные сосуды кожи сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется и отдача тепла конвекцией и излучением уменьшается. Наблюдается местное и общее охлаждение организма, которое является причиной многих заболеваний (невриты, радикулиты и др.), особенно простудных. Любая степень охлаждения характеризуется снижением частоты сердечных сокращений и развитием процессов торможения в коре головного мозга, что ведет к уменьшению работоспособности.
Влажность воздуха также оказывает большое влияние на организм человека. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность воздуха. Абсолютная влажность А – это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в объеме воздуха какого-либо помещения, максимальная М – максимально возможное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре. Относительная влажность В определяется отношением абсолютной влажности А к максимальной М и выражается в процентах:
В = (А /М) 100.
Повышенная относительная влажность воздуха в помещении (более 85 %) затрудняет терморегуляцию организма, так как отдача тепла путем испарения пота с поверхности тела будет крайне затруднена. Особенно неблагоприятные условия для терморегуляции организма наступают в том случае, когда наряду с повышенной влажностью в помещении отмечается также и высокая температура (более 30 °C); при этом наступают быстрое утомление, расслабление организма и сокращение потовыделения. Нарушение терморегуляции ведет к тяжелым последствиям: головокружению, тошноте, потере сознания, тепловому удару.
Повышенная относительная влажность воздуха в сочетании с низкими температурами приводит к охлаждению организма, что отрицательно влияет на общее состояние человека и его работоспособность. Относительная влажность менее 25 % также неблагоприятна для человека, так как приводит к высыханию слизистых оболочек и снижению защитной деятельности дыхательных путей.
Движение воздуха в помещении является важным фактором, влияющим на тепловое самочувствие человека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи тепла организмом и улучшает его состояние. В то же время большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение тепловых потерь конвекцией и испарением и ведет к сильному охлаждению организма. Особенно неблагоприятно действует сильное движение воздуха при работах на открытом воздухе в зимних условиях. Минимальная скорость движения воздуха, ощущаемая человеком, составляет 0,2 м/с. В зимнее время года скорость движения воздуха не должна превышать 0,2–0,5, а летом 0,2–1,0 м/с.
Кондиционирование воздуха в жилых помещениях предназначено для придания ему комфортных температурно-влажностных характеристик. Оно позволяет нагреть или охладить воздух, осушить или увлажнить его и обеспечивает автоматическое поддержание требуемых параметров.
К вентиляции помещений предъявляются следующие требования:
1. Система вентиляции должна обеспечивать необходимый воздухообмен и поддерживать правильное соотношение между количеством удаляемого и подаваемого воздуха.
2. Вентиляция не должна вызывать перегрев или переохлаждение работающих и должна обеспечивать необходимый качественный состав воздуха. Это достигается правильной организацией подачи и удаления воздуха.
3. Вентиляция сама не должна являться дополнительным источником опасных и вредных факторов, т. е. должны быть обеспечены необходимые меры электробезопасности; шум и вибрация вентилятора и кондиционера не должны превышать допустимых уровней.
4. В квартире должны быть обеспечены надежность и долговечность работы системы вентиляции и простота ее обслуживания.
1.10. Люстра Чижевского
Люстра Чижевского должна быть в каждом доме. Это великолепное достижение человеческого ума, способное во многом снизить вредное влияние на человека окружающей среды, улучшить воздух в квартире, вылечить от заболеваний и продлить срок жизни обитателей дома.
Выдающегося русского биофизика Александра Леонидовича Чижевского американцы называли "Леонардо да Винчи ХХ века"; его выдвигали кандидатом на Нобелевскую премию, но на родине он был репрессирован и на 16 лет сослан в сталинские лагеря ("нет пророка в своем отечестве"). Чижевскому англичане предлагали огромные деньги за патент на его знаменитую люстру, но он передал ее в безвозмездное пользование СССР.
Воздух в помещении не только загрязнен пылью и загазован, он еще и содержит большое количество положительных ионов. Источником положительных ионов являются телевизоры, компьютеры, (что особенно актуально) и кондиционеры. Эти приборы притягивают к себе отрицательные ионы и поглощают их. А клетки человеческого организма очень нуждаются в отрицательных ионах, которые быстрее утрачивают свой электрический заряд, что приводит к "аэроинному голоду" и в конечном счете к различным болезням.
По нормам Санэпиднадзора (СНИП № 2153–80) в кубическом сантиметре воздуха должно быть не менее 3000 отрицательных аэроионов. Допустимый для нормальной жизни минимум – 600 аэроионов. Но, как показали недавние исследования ученых Института имени Н. В. Склифосовского, в кубическом сантиметре воздуха наших квартир и офисов их намного меньше – 20–80. Такая ситуация близка к катастрофе. Открытие окон не поможет, т. к. за окном полезных аэроионов ненамного больше; смог автомобилей уничтожает их. Чижевский предложил средство против "аэроионного голода", которое до сих пор считается идеальным. Он изобрел люстру, которая за несколько минут гарантированно насыщает воздух огромным количеством целебных аэроионов. В каждом кубическом сантиметре их образуется не менее 20 тысяч.
Люстра Чижевского представляет собой чаще всего шаровидную конструкцию, состоящую из узких полосок со множеством иголок на них. На иголки подается ток высокого напряжения, но малой силы (люстра электробезопасна, студенты-экологи не раз проверяли это на себе). Кислород воздуха заряжается от этих ионов отрицательными зарядами, и в помещении образуется "горный воздух". Автор занимается альпинизмом и не раз на себе испытывал воздействие горного воздуха, который вызывает эйфорию.
В Московском политехническом колледже проводились простейшие испытания люстры Чижевского. К сожалению, из-за отсутствия специального аэроиономера количество отрицательных аэроионов не измерялось, но приборами оценивались "качество" кислорода, уровень радиации, электромагнитные поля и количество вредностей в аудитории до и после включения люстры Чижевского. Это позволило в дисциплину "Мониторинг загрязнения природной среды" ввести новую лабораторную работу. Учащиеся и преподаватели оценили пользу этого великолепного прибора, его включение во время экзаменов повышало уровень оценок студентов.
Панацеей от всех болезней люстра Чижевского не является, но она очень рекомендуется для лечения десятков массовых заболеваний, в том числе: органов дыхания, сердечно-сосудистой и нервной систем; с ее помощью можно лечить гипертонию, органы дыхания, органы пищеварения, эндокринные патологии, ОРЗ, заболевания кожи, глаз, а также травмы и раны. Люстра восстанавливает утраченный электрический заряд мембран клетки и тем самым увеличивает срок жизни человека. Как известно, в горах живет рекордное количество долгожителей. Ученые установили, что за счет аэроионов в организме вырабатывается супероксиддиализтаза, которая сдерживает старение: в опытах на крысах их жизнь за счет этого вещества продлевалась в 1,5 раза при применении люстры Чижевского.
Теперь следует дать несколько практических рекомендаций:
• люстра Чижевского не модный аппарат, а насущная необходимость; в Москве их сейчас более 200000, но она должна быть в каждой семье;
• наиболее эффективной является люстра Чижевского типа "Элион 132", разработанная московским заводом "Диод". Во избежание подделок люстру желательно покупать только со штампом этого завода и лучше всего в магазинах "Мир природы";
• люстру следует включать на 3–4 часа в день, лучше всего перед сном;
• через 5 лет службы ее эффективность снижается, после длительного срока эксплуатации люстру целесообразно менять.
Таким образом, обеспечение чистоты воздуха в квартире является одним из важнейших условий экологичности жилья.
Глава 2. Питьевая вода в доме
Вода! У тебя нет ни запаха, ни вкуса, тебя невозможно описать, тобой наслаждаться, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. С тобой возвращаются силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца. Ты самое большое богатство на свете.
Антуан де Сент-Экзюпери
Вода необходима для нашей жизни: без пищи можно прожить до двух месяцев, без воды не проживешь больше трех дней. Химики говорят, что вода является самым ценным минералом на земле. Ее качество в доме почти не зависит от его жителей, т. к. воду мы получаем из водопровода и эта вода должна соответствовать требованиям ГОСТа на питьевую воду (ГОСТ 2874–82).
Надо отметить, что эти требования, как ни странно, несколько жестче, чем за рубежом, но все равно пить ее из-под крана у нас нежелательно.
Процесс доведения питьевой воды до кондиции весьма сложен: это и забор ее из чистых охраняемых рек или из артезианских скважин, и ее отстаивание, и механическая фильтрация, и обеззараживание химическими веществами. Эти вещества не такие уж и безобидные: например, хлор и хлорфенолы, которые сами по себе являются вредностями; и озон, который хорош только в озоновом слое атмосферы на большой высоте.
Однажды автор, будучи на экскурсии в музее Воды со студентами экологического колледжа, спросил у экскурсовода, а можно ли при очистке воды обойтись без хлорирования. он получил лаконичный ответ, что можно, но тогда мы, горожане, все умрем от отравления.
Первой линией защиты потребителя воды является правильный выбор ее источника. Москву, например, снабжают водой чистые реки и речушки, текущие к северу от города (до 80 %), и артезианские скважины (20 %). Раньше Москва снабжалась по специальному акведуку чистой и вкусной водой из родников, расположенных в Мытищах. Вода из рек естественно, мягче, чем из скважин, – она менее минерализованна. Источник водоснабжения выбирается с учетом удовлетворения потребности в ней по пикам водоснабжения.
Вторая линия защиты – это охрана источников воды. Воду проще и дешевле охранять, чем очищать от внесенных загрязняющих веществ. Площадь водосбора защищают от результатов человеческой деятельности: здесь запрещены сбросы опасных отходов, размещение свалок, ведение горных работ открытым способом, использование удобрений и пестицидов, посещение охраняемой зоны отдыхающими. Кроме того, на этой площади отсутствуют стоялые водоемы и животноводческие хозяйства. К сожалению, эффективная защита района забора чистой воды не всегда возможна, поэтому без очистки воды обойтись нельзя. При очистке питьевой воды используются следующие методы: отстаивание, предварительное обеззараживание, коагуляция, осаждение, фильтрация через гравий и песок и окончательное обеззараживание. Очистка воды обычно проводится в несколько стадий. Целью очистки является в первую очередь защита воды от патогенных (биологических) загрязнений. Для этого воду очищают от бактериальных и вирусных патогенов и гельминтов, вызывающих кишечные и другие инфекционные заболевания. Наибольшему риску таких заболеваний подвержены маленькие дети, люди, живущие в антисанитарных условиях, а также больные и престарелые люди. Для них опасная доза инфекции значительно ниже, чем для большинства взрослого населения. Самый высокий риск связан с употреблением воды, загрязненной экскрементами людей и животных. Болезни, передаваемые через воду, наиболее опасны, так как они могут одновременно заразить значительную часть населения.
Во вторую очередь воду загрязняют химические вещества, но их вредное влияние не столь значительно, как микробиологическое загрязнение. Присутствие в источнике водоснабжения большого количества разнообразных химических вредностей маловероятно, и современные методы очистки от них весьма эффективны. Кроме того, наличие химических вредностей приводит, как правило, к такому изменению качества воды (вкуса, запаха, вида), что люди сами отказываются от ее употребления.
Третьим загрязнителем (а кое-где, к сожалению, и первым) являются радионуклиды. Их наличие в воде определяется современными приборами достаточно легко и точно.
Рассмотрим подробнее с точки зрения экологического риска указанные выше загрязнители, поговорим о мониторинге загрязнения питьевой воды, определим ее альтернативы (родниковая и колодезная вода) и дадим некоторые рекомендации по доочистке воды в условиях городского жилья.
2.1. Патогенное загрязнение воды
Биологическое загрязнение воды отличается от химического и физического (радиационного) загрязнения следующим образом:
• патогены имеют дискретный характер (вирусы хоть и малы, но они имеют конечный вид);
• патогены собираются в сгустки или оседают на твердых частицах, то есть не имеют средней концентрации в воде;
• вероятность риска заражения зависит от его биологической опасности, а также от возраста, веса, пола и иммунитета потребителя воды;
• патогены размножаются в организме хозяина не только после потребления воды, но и в пищевых продуктах и напитках;
• в отличие от химических веществ, патогены не обладают коммулятивными свойствами (способностью накапливаться в организме в течение длительного времени).
Биологические вредности чаще всего связаны с выделениями человека и животных, в частности фекалиями. Естественно, что централизованное водоснабжение максимально защищено от этого, но для потребления воды в небольших населенных пунктах и на дачах такое загрязнение источников питьевой воды достаточно распространено. Причем опасность представляют не только использование воды для питья и приготовления пищи, но и контакт с нею при мытье или купании и даже вдыхание паров загрязненной воды.
Не очень вдаваясь в сложные микробиологические понятия, постараемся определить круг наиболее опасных патогенов.
В первую очередь это бактерии. Среди них выделяются компилобактерии, сальмонеллы, сингеллы, вибрионы холеры, ерзинии, аэрономии. Эти бактерии, как правило, имеют значительный срок жизни, довольно устойчивы к хлорированию, имеют высокую и среднюю инфицирующую дозу и животное – носитель.
К вредным бактериям относятся также фекальные стрептококки и клостридии.
В озерах и водоемах, используемых для водоснабжения, могут находиться цианобактерии, которые иногда называют сине-зелеными водорослями. Эти бактерии выделяют гепатотоксины, поражающие печень; нейротоксины, действующие на нейроны живых организмов, и липополисахариды, инициирующие диабет.
Эти бактерии удаляются из воды с помощью озона, а также активированного угля, который используется в бытовых фильтрах.
Во вторую очередь это вирусы – аденомовирусы, энтеровирусы; вирусы, вызывающие гепатиты А, Б и Е (желтуху), ротавирусы (т. н. мелкие круглые вирусы). Эти вирусы отличают высокая опасность для здоровья человека и низкая относительная инфицирующая доза, но животные – носители у них отсутствуют.
Серьезную опасность представляют и присутствующие в воде простейшие организмы, в частности, энтамебы, гиардии, криптоспориды и дракункулы. Эти существа имеют довольно большой срок жизни, устойчивы к хлору, характеризуются низкой инфицирующей дозой и имеют своего животного-носителя. Амебы являются возбудителями заболеваний, характерных больше для жаркого климата (амебный менингоэнцефалит, болезнь "легионеров").
Кроме приведенных выше, в воде присутствуют и другие водные организмы, которые не столь опасны, сколь неприятны. Они делают воду мутной, вызывают неприятные запах и вкус. Наличие этих организмов указывает на то, что состояние систем водоснабжения и их ремонт не отвечают предъявляемым к ним требованиям. Примерами воздействия этих организмов являются сезонное цветение воды, интенсивная коррозия труб, появление специфического привкуса, образование колоний микроорганизмов в трубах, фитингах и прокладках, заражение водопроводных систем мелкими водными животными (ракообразными, червями, улитками, нематодами, личинками комаров).