Окись углерода – кровяной и общетоксичный яд. Вместе с вдыхаемым воздухом он попадает в легкие и через них поступает в кровь, вступая в реакцию с гемоглобином (блокирует его), образуя карбоксигемоглобин. Вследствие этого гемоглобин теряет способность переносить кислород к тканям организма. Наряду с этим часть СО из крови проникает в ткани, вызывая нарушения тканевого дыхания. При длительном воздействии даже небольших доз окиси углерода (20–40 мг/м3) может возникнуть хроническое отравление, выражающееся в ухудшении самочувствия и нарушении функций центральной нервной системы.
Острое отравление организма происходит, когда содержание в воздухе СО составляет 200–500 мг/м3. При этом возникают головная боль, головокружение, общая слабость, тошнота, рвота. В случае появления этих симптомов пострадавшего необходимо немедленно вывести на свежий воздух, сделать искусственное дыхание и обеспечить врачебную помощь. Предельно допустимая среднесуточная концентрация окиси углерода составляет 1 мг/м3, а разовая – 6 мг/м3.
Закись азота (NO). При контакте оксидов азота с влажной поверхностью легких образуются азотная и азотистая кислоты, что может привести к развитию отека легких. Одновременно в крови образуются нитраты и нитриты, которые непосредственно действуют на кровеносные сосуды, расширяют их и вызывают снижение артериального давления.
Сероводород (H2S) раздражающе действует на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, глаз, а также угнетает функцию тканевых дыхательных ферментов. При хроническом воздействии сероводорода возникают риниты, бронхиты, конъюнктивиты, головные боли, расстройство пищеварения, анемии, снижение остроты слуха.
Микроорганизмы почти всегда находятся в атмосферном воздухе в небольших количествах; они заносятся главным образом с почвенной пылью. Попадающие в атмосферный воздух возбудители инфекционных заболеваний, как правило, быстро погибают. Особую опасность в эпидемическом отношении представляет воздух в жилых и спортивных помещениях. При значительном скоплении людей, нерациональной вентиляции и системе уборки в воздухе может находиться большое количество микробов. Например, в гимнастических залах, а также в легкоатлетических манежах наблюдалось содержание микробов до 26 000 в 1 м3 воздуха. Значительное бактериальное обсеменение воздуха способствует распространению так называемых аэрогенных инфекций (грипп, корь, скарлатина, туберкулез и др.).
Для санации воздуха помещений в настоящее время широко используют искусственные источники ультрафиолетовой радиации – бактерицидные лампы, излучающие коротковолновые ультрафиолетовые лучи, губительно действующие на микробов. Бактерицидные лампы монтируются на потолке в специальной арматуре. При отсутствии людей в помещении применяется прямое облучение воздуха: ультрафиолетовые лучи направляются вниз. Если в помещении находятся люди, используется непрямой способ облучения: ультрафиолетовые лучи направляются в потолок. Перемещающийся в верхней зоне над бактерицидными лампами воздух подвергается необходимой санации. В зависимости от назначения помещений используется тот или иной способ облучения. Установлено, что при непрямом способе облучения во время тренировочных занятий бактериальная обсемененность воздуха снижается в среднем на 50 %. Данный способ является весьма перспективным для санации воздуха в спортивных сооружениях.
Взвешенные частицы (пыль, дым) обычно всегда содержатся в воздухе в тех или иных количествах. Они представляют собой взвешенные в воздушной среде плотные частицы минерального или органического происхождения.
Значительное содержание пыли в воздухе оказывает неблагоприятное воздействие на организм. Попадая в легкие, пыль частично задерживается там и может вызвать различные заболевания. Вместе с нею в организм проникают болезнетворные микробы. Они могут длительное время сохраняться на пылевых частицах и переноситься на значительные расстояния. Пыль затрудняет потоотделение и препятствует испарению пота, оказывает также отрицательное воздействие на кожные покровы, что может привести к некоторым кожным заболеваниям. В производственных условиях в организм могут попадать различные виды пыли (свинцовая, хромовая), вызывающие отравления.
Большая запыленность атмосферы снижает интенсивность ультрафиолетовой радиации, изменяет степень и характер ионизации воздуха, способствует возникновению туманов, отрицательно действует на растительность.
Степень запыленности воздуха необходимо учитывать при выборе места расположения спортивных сооружений, занятиях физическими упражнениями и спортом, а также проведении производственной гимнастики. В атмосферном воздухе городов в среднесуточных пробах количество пыли не должно быть более 0,15 мг/м3.
Особое внимание следует уделять запыленности спортивных сооружений, которые должны иметь зону зеленых насаждений, препятствующих попаданию пыли на площадки и в залы. Так, открытые спортивные площадки в жаркое время года необходимо регулярно поливать, а в крытых спортивных сооружениях следует принимать меры против занесения в них пыли на обуви и верхней одежде. Для этого рекомендуется через некоторое время после окончания занятий, когда пыль уже успеет осесть, проводить влажную уборку.
Атмосферный воздух может загрязняться различными вредными газами и парами: сернистым газом, хлором, окислами азота, сероуглеродом, фтором и др. Наибольшая концентрация этих веществ, как правило, отмечается вблизи имеющихся в городах промышленных предприятий. В тех местах, где воздух загрязняется вредными газами, нельзя строить спортивные сооружения и проводить занятия физическими упражнениями и спортом. Также недопустимо проводить производственную гимнастику в цехах и на территориях предприятий, в воздухе которых имеются вредные примеси.
Санитарная охрана атмосферного воздуха является важной гигиенической проблемой, которой придается государственное значение. В нашей стране меры по санитарной охране атмосферного воздуха включают в себя планирование, санитарно-технические и технологические мероприятия; разработку предельно допустимых концентраций веществ, загрязняющих воздух.
Одним из важных мероприятий по охране атмосферного воздуха является систематическое проведение предупредительного и текущего санитарного надзора и лабораторного контроля за чистотой воздуха.
Вопросы для самоконтроля1. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека.
2. По каким факторам оценивается воздух?
3. Влияние на человека повышенного содержания углекислого газа в помещении.
4. Состав атмосферного воздуха.
5. Загрязнители атмосферного воздуха.
6. Мероприятия по профилактике загрязнения атмосферного воздуха.
Глава 3. Гигиена водной среды
Вода – один из основных факторов внешней среды. Она имеет большое значение для удовлетворения физиологических, санитарно-гигиенических и хозяйственных потребностей человека. Вода входит в состав тканей и органов человека, участвует во всех физико-химических процессах в организме, в осуществлении многообразных физиологических функций, удалении из организма конечных продуктов обмена, регуляции отдачи тепла телом путем испарения. Вода необходима для различных санитарно-гигиенических и хозяйственных нужд.
Вода широко используется также в практике физического воспитания (закаливание, лечебная физкультура, личная гигиена, различные виды плавания; водное поло, прыжки в воду и пр.).
3.1. Гигиенические требования к питьевой воде
Наряду с положительным влиянием, вода в некоторых случаях может оказывать и отрицательное воздействие на организм. Это бывает не только при употреблении недоброкачественной воды для питья и приготовления пищи, но и во время купания и занятий водными видами спорта в такой воде. Загрязненная вода может стать причиной ряда инфекционных заболеваний: брюшного тифа, паратифов, дизентерии и др. С водой передаются яйца гельминтов, а также возбудители протозойных заболеваний. Патогенные микробы могут попадать в воду с различными нечистотами и отходами, поэтому безопасность воды в эпидемическом отношении является одним из важнейших гигиенических требований.
Согласно установленным гигиеническим нормам, питьевая вода должна отвечать следующим требованиям:
1) быть безопасной в эпидемическом отношении, то есть не содержать патогенных бактерий, яиц и личинок гельминтов, а также возбудителей протозойных заболеваний;
2) иметь безвредный химический состав, то есть не содержать избытка солей, способных оказать вредное воздействие на здоровье, быть свободной от ядовитых и радиоактивных загрязнений;
Согласно установленным гигиеническим нормам, питьевая вода должна отвечать следующим требованиям:
1) быть безопасной в эпидемическом отношении, то есть не содержать патогенных бактерий, яиц и личинок гельминтов, а также возбудителей протозойных заболеваний;
2) иметь безвредный химический состав, то есть не содержать избытка солей, способных оказать вредное воздействие на здоровье, быть свободной от ядовитых и радиоактивных загрязнений;
3) иметь благоприятные органолептические свойства, то есть быть прозрачной, бесцветной, с определенной температурой, не иметь запаха и привкуса, обладать освежающим действием.
Безопасность воды в эпидемическом отношении определяется по косвенным бактериологическим показателям: степени общего бактериального загрязнения, содержанию группы кишечной палочки. Степень общего бактериального загрязнения воды показывает, насколько благоприятны или неблагоприятны условия для существования микробов, в том числе и болезнетворных; при этом определяется общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды. По существующим нормам в 1 мл питьевой воды не должно содержаться более 100 микробов. Содержание бактерий группы кишечной палочки является косвенным показателем загрязнения воды.
Непосредственно определение патогенных микробов в воде – сложное и длительное дело. Основным источником бактериального загрязнения воды служат фекалии человека, в которых могут содержаться болезнетворные микробы. Показателем фекального загрязнения воды служит кишечная палочка, которая обитает в кишечнике человека и животных. Большое ее количество в воде косвенно указывает на загрязнение возбудителями кишечных инфекций. Показателями содержания кишечной палочки в воде являются коли-индекс или коли-титр.
Коли-индекс – это количество кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды. Коли-титр – наименьший объем воды, в котором удается обнаружить кишечную палочку. Для перевода коли-индекса в коли-титр необходимо 1000 разделить на число, выражающее коли-индекс, а для перевода коли-титра в коли-индекс 1000 следует разделить на показатели коли-титра. Определение коли-индекса производится методом мембранных фильтров. Для водопроводной воды коли-индекс должен быть не более 3, а коли-титр должен быть на уровне 300 мл. В воде искусственных бассейнов коли-титр должен быть на уровне 100 мл.
Органолептические свойства воды характеризуются:
1) интенсивностью допустимого изменения органолептических показателей воды (запах, привкус, цветность, мутность);
2) содержанием химических веществ, вредность которых определяется их способностью в наименьших концентрациях ухудшать органолептические свойства воды.
Вода не должна иметь такого запаха и привкуса, которые делают ее неприятной для питья, купания, плавания, а также свидетельствуют о попадании в воду посторонних веществ. При температуре +20 °C уровень содержания в воде запаха и привкуса не должен быть более 2 баллов. Вода должна быть бесцветной. Цветность воды не должна превышать 20°.
Мутность воды зависит от содержания в ней взвешенных частиц. Вода, имеющая значительную мутность, всегда подозрительна в эпидемическом отношении, ухудшает условия занятия спортивным и подводным плаванием. Мутность воды определяется специальным прибором – мутномером, в котором замутнение воды сравнивается с эталонными растворами. Мутность воды, определяемая по специальной шкале, не должна превышать 1,5 мг/л.
Химические вещества, влияющие на органолептические свойства воды, встречающиеся в природных водах или добавляемые в процессе ее обработки, нормируются в ГОСТ 2874–73. К факторам, влияющим на органолептические свойства воды, относятся: сухой остаток, хлориды, сульфаты, железо, марганец, медь, цинк, остаточный алюминий, гексаметофосфат, триполифосфат, общая жесткость воды. Резкие изменения химического состава воды, которые нельзя объяснить естественными причинами, не только ухудшают ее органолептические свойства, но и свидетельствуют о загрязнении воды посторонними веществами. Особую ценность имеют результаты динамических анализов, помогающие определить изменения химического состава воды.
Большие концентрации в воде хлоридов и сульфатов придают ей соленый и горько-соленый привкус и отрицательно действуют на пищеварение. Резкое увеличение количества этих солей в воде может указывать на загрязнение ее отбросами животного происхождения. Концентрация в воде хлоридов не должна быть более 350 мг/л, а сульфатов – 500 мг/л.
Жесткость воды зависит от находящихся в ней солей кальция и магния. По данным некоторых исследований, длительное употребление жесткой воды может способствовать развитию почечнокаменной болезни. В санитарном и техническом отношении повышенная жесткость воды – нежелательный фактор, препятствующий образованию мыльной пены и затрудняющий многие технологические процессы. Вода с большой жесткостью не рекомендуется для заливки конькобежных дорожек.
Различают три вида жесткости воды: общую, постоянную, устранимую. Общая жесткость воды – это жесткость сырой воды, вызванная соединениями кальция и магния. Постоянная жесткость – это жесткость воды после одночасового кипения. Она зависит от различных солей, не дающих осадка при кипячении. Устранимая жесткость – это жесткость воды, устранимая при кипячении, то есть часть общей и постоянной жесткости.
Жесткость воды измеряют в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв) на 1 л. 1 мг-экв/л жесткости соответствует содержанию 28 мг/л СаО или 20,16 мг/л МgО. Жесткость воды выражается также в градусах: 1 мг-экв/л жесткости равен 2,8°. Вода, имеющая до 3,5 мг-экв/л (10°) жесткости, считается мягкой; от 3,5 до 7 мг-экв/л (10–20°) – жесткой; свыше 14 мг-экв/л (40°) – очень жесткой. В питьевой воде общая жесткость, как правило, не должна превышать 7 мг-экв/л.
В гигиеническом отношении представляет интерес наличие в воде азотистых соединений – аммиака и солей азотной кислоты. Если эти вещества присутствуют, значит, вода загрязнена органическими веществами животного происхождения. Одновременное обнаружение в воде аммиака и солей азотистой и азотной кислот свидетельствует о давнем загрязнении водоисточника и о том, что оно продолжается.
Гигиеническая оценка воды осуществляется на основании следующих данных: санитарного обследования водоисточника, исследований физических и бактериологических свойств воды. Наряду с этим применяются гельминтологические, гидробиологические, радиометрические и другие методы исследования воды.
3.2. Очистка и обеззараживание воды
Очистка воды – это освобождение ее от взвешенных частиц с целью улучшения физических свойств (устранение мутности и цветности). Ее можно осуществить с помощью отстаивания и фильтрации. Но это требует длительного времени и не дает эффективного обесцвечивания воды. Поэтому чаще всего для очистки применяется коагуляция воды с последующим фильтрованием. В качестве коагулянта обычно используется сернокислый алюминий Al2(SO4)3, называемый глиноземом. При добавлении к воде он вступает в реакцию с двукислыми солями кальция и магния, образуя гидрат окиси алюминия – Al(OH)3. Последний в виде студенистых хлопьевидных сгустков оседает на дно, увлекая за собой взвешенные частицы. В ходе коагуляции ускоряется процесс освобождения воды от взвешенных частиц и улучшается прозрачность воды. После коагуляции вода проходит через фильтры, и таким образом завершается ее очистка.
Обеззараживание воды направлено на уничтожение в ней микробов, для чего используются: хлорирование, озонирование, кипячение, обработка ультрафиолетовыми лучами и др. Наиболее распространенный способ обеззараживания воды – хлорирование, обеспечивающее надежный бактерицидный эффект. Этот способ отличается простотой и экономичностью. На водопроводных станциях и в плавательных бассейнах хлорирование воды осуществляется с помощью газообразного хлора. Для этого применяются специальные приборы – хлораторы, обеспечивающие необходимую дозировку и непрерывную подачу хлора в резервуары с чистой профильтрованной водой или непосредственно в водопроводную сеть.
Попадая в воду, хлор образует хлорноватистую кислоту, быстро разлагающуюся на свободный хлор и кислород, которые оказывают губительное действие на микробы. Считается, что хлор здесь играет главную роль. При хлорировании воды лишь небольшое его количество затрачивается на уничтожение микробов. Большая же часть хлора связывается со взвешенными частицами, вступает в реакцию с органическими веществами, идет на окисление неорганических веществ. Все это характеризует хлоропоглощаемость воды. Чем больше в воде органических веществ, тем выше ее хлоропоглощаемость, и наоборот. При введении в воду количества хлора, превышающего ее хлоропоглощаемость, образуется избыток хлора, который называется остаточным хлором. Количество хлора, необходимое для обеззараживания воды, называется хлоропотребностью воды.