Под влиянием повышенного давления происходит насыщение крови и тканей организма растворенными газами, главным образом азотом. На каждую добавочную атмосферу давления в организме растворяется дополнительно примерно по 1 л азота. Это насыщение продолжается до уравнивания парциального давления азота в окружающем воздухе с парциальным давлением азота, содержащегося в тканях.
Общее количество азота, растворенного при повышенном атмосферном давлении, может достигать 4 6 дм3 против 1 дм3, растворяющегося при нормальном давлении. При быстрой декомпрессии создается опасность газовой эмболии.
В момент декомпрессии азот, растворившийся в крови и тканевых жидкостях организма, стремится выделиться во внешнюю атмосферу. Если декомпрессия происходит медленно, то азот постепенно диффундирует через легкие и десатурация происходит нормально. Однако в случае ускоренной декомпрессии азот не успевает диффундировать через легочные альвеолы и выделяется в тканевые жидкости и в кровь в газообразном состоянии (в виде пузырьков). При этом возникают болезненные явления, носящие название кессонной болезни. Тяжесть симптоматики определяется локализацией сосудистых эмболов (мраморность кожи, парестезии, парезы, параличи и т. д.). Чаще поражаются ткани с большим содержанием липидных соединений центральная и периферическая нервная ткань, подкожная жировая клетчатка, костный мозг, суставы.
Профилактика кессонной болезни заключается, прежде всего, в правильной эксплуатации кессона, в строгом соблюдении длительности рабочего времени и выполнении правил декомпрессии. Время шлюзования и декомпрессии должно входить в общее время работ и зависит от глубины погружения и от продолжительности пребывания под водой. Особое значение имеет режим отдыха до и после спусков под воду.
В медицинской практике применяется метод гипербарической оксигенации для лечения некоторых заболеваний хирургического и терапевтического профиля. Быстрое насыщение тканей кислородом в условиях повышенного давления оказывает лечебный эффект и позволяет более успешно проводить операции на крупных сосудах и сердце. Для медицинского персонала таких операционных разработаны гигиенические требования к режиму и условиям работы, правила декомпрессии, перечень противопоказаний для работы в барокамерах.
Температура, влажность и подвижность воздуха. Солнечные лучи, проходя через атмосферу, слабо нагревают воздух (в течение 1 ч воздух нагревается на 0,02 °C). Лучи, достигая поверхности Земли, нагревают земную поверхность, и воздушная среда нагревается от поверхности Земли. Чем выше точка над уровнем моря, тем температура воздуха ниже, так как удалена от источника тепла Земли. На каждые 100 м высоты от поверхности Земли температура воздуха снижается на 0,50 0,65 °C. Это закономерное падение температуры с подъемом на высоту называется температурным вертикальным градиентом, или высотным градиентом.
Температура на поверхности Земли зависит от климатической зоны, времени года, суток и т. д. Самая высокая температура в Европе была зарегистрирована в Испании (47 °C), в Азии (53 °C), в Северной Америке (56 °C), но самая высокая (57,8 °C) в ливийской пустыне в местечке на юге от Триполи. Самые низкие температуры зарегистрированы в Якутии (67,7 °C) и Антарктиде (88,3 °C).
Физиолого-гигиеническое значение температуры воздуха заключается во влиянии ее на теплообмен человека. Все жизненные отправления человека возможны лишь в узком температурном диапазоне. В процессе длительной эволюции в организме человека выработались ответные реакции на тепловое воздействие окружающей среды, результатом которых является поддержание температуры тела на постоянном уровне.
Физиолого-гигиеническое значение температуры воздуха заключается во влиянии ее на теплообмен человека. Все жизненные отправления человека возможны лишь в узком температурном диапазоне. В процессе длительной эволюции в организме человека выработались ответные реакции на тепловое воздействие окружающей среды, результатом которых является поддержание температуры тела на постоянном уровне.
Теплопродукция совершается непрерывно на всем протяжении жизни человека. Даже в состоянии полного покоя в организме совершаются метаболические процессы с выработкой тепловой энергии (обновление белков, жиров, полисахаридов, работа дыхательных мышц, работа сердечной мышцы). Как и при других видах работы, при биоработе часть энергии превращается в тепловую.
Например: при синтезе белка 90 % затраченной энергии переходит в тепло; полисахаридов 80 %; фосфолипидов 85 %.
Человек должен постоянно отдавать тепло в окружающее пространство. Если прекратить теплоотдачу, то при полном мышечном покое перегревание организма до уровня, несовместимого с жизнью, наступит через 3 4 ч. Количество тепла, образующегося в организме, зависит от работы, веса тела, возраста, пола, температуры окружающей среды и колеблется на уровне 2500 5000 кал/сут. Чтобы сохранить температуру тела на постоянном уровне, человек в процессе эволюции приспособился к потере тепла в основном тремя путями: проведением (кондукция отдача тепла при соприкосновении с менее нагретыми поверхностями и конвекция турбулентная теплопроводность за счет постоянного нагревания прилегающих воздушных масс); излучением; испарением влаги с кожи и легких. Небольшое количество тепла расходуется на нагревание пищи и вдыхаемого воздуха. В состоянии покоя и теплового комфорта теплопотери человека за счет конвекции составляют до 15,3 %; излучения 55,6 %, испарения 29,1 %.
Отдача тепла конвекцией (конвекционные теплопотери) происходит постоянно. Окружающий нас воздух согревается телом человека и поднимается вверх, на его место поступает холодный воздух и снова согревается. Количество тепла, теряемое конвекционным путем, зависит главным образом от температуры воздуха, скорости ветра и открытой площади поверхности тела человека. При температуре воздуха более 35 °C отдача тепла конвекцией затрудняется. Отдача тепла кондукцией (молекулярное теплопроведение) осуществляется при соприкосновении с предметами (через ноги при соприкосновении с почвой, полом). Этот путь имеет значение: для больного человека, так как увеличивает площадь соприкосновения тела с постелью; для солдат, находящихся в окопах; при кораблекрушениях, так как отдача тепла человека в море огромна и легко может привести к переохлаждению.
В процессах теплообмена организма с окружающей средой большое значение имеет отдача тепла излучением, т. е. лучистый или радиационный теплообмен. Отдача тепла излучением зависит только от температуры нагретых предметов и не зависит от температуры воздуха, влажности, скорости движения. Всякое нагретое тело излучает тепло. Между телом человека и окружающими его предметами идет непрерывный обмен лучистого тепла. При этом, если температура окружающих предметов такая же, как температура тела человека, то организм отдает тепла столько, сколько и получает, радиационный баланс равен нулю. Если же температура окружающих предметов выше температуры тела человека, то человек получает лучистое тепло от окружающих предметов отмечается состояние положительного радиационного баланса. Это можно наблюдать в горячих цехах. Отрицательный радиационный баланс наблюдается в условиях, когда человек отдает тепла больше, чем получает, т. е. температура окружающих предметов ниже, чем температура тела.
Испарение процесс, который регулируется центральной нервной системой. В обычных условиях мы не замечаем этот процесс и в среднем за сутки теряем 500 600 г воды. Теплопотеря за счет испарения с поверхности кожи резко возрастает, когда тепло не успевает выделиться обычными путями. Например: при тяжелой физической работе, при температуре воздуха более 35 °C и при наличии в помещении раскаленных предметов (отдача тепла конвекцией и излучением затруднена). При этом рабочие могут терять до 5 10 л воды в сутки (с потом). Регуляция тепла в организме при высоких температурах воздуха возможна в довольно широких пределах. Приспособляемость к высоким температурам у человека велика. Кратковременно человек может перенести очень высокие температуры воздуха. Например: обжигальщики на заводе изоляторов проводили физическую работу в горне при температуре 175 °C в течение 20 25 мин. Однако даже кратковременное действие таких температур приводит к нарушению терморегуляции, к перегреванию организма, что проявляется в виде слабости, головокружения, учащения пульса и дыхания, расширения зрачков, судорог в верхних конечностях, нервно-психического возбуждения и повышения температуры тела, в тяжелых случаях до 40 °C. Установлено, что верхней границей, когда еще не отмечается нарушений терморегуляции человека, находящегося в покое, является температура воздуха 30 31 °C при относительной влажности 40 50 %. Влияние повышенной температуры воздуха отрицательно сказывается не только на теплообмене, но и на функциональном состоянии ЦНС. При этом отмечается ослабление внимания, замедление ответных реакций, что может привести к увеличению производственного травматизма. При высоких температурах воздуха у рабочих отмечается нарушение секреторной функции желудка, снижение работоспособности и иммунобиологических реакций организма и связанное с этим повышение общей заболеваемости. Итак, высокие и низкие температуры воздуха влияют на теплообмен организма с окружающей средой, на ЦНС, поэтому для создания благоприятных микроклиматических условий необходимо обеспечить соблюдение температурных норм. Температура воздуха нормируется с учетом назначения помещения и климата.
Водяные пары поступают в атмосферу с поверхности морей и океанов. Меньше влаги поступает из озер, рек, влажных почв и растений. В замкнутом помещении источником влаги может быть сам человек, испаряющий через легкие (около 350 г/сут) влаги в сутки и кожу (около 600 г/сут), а также выделения влаги при стирке белья и приготовлении пищи. Влажность воздуха характеризуется следующими показателями:
Абсолютная влажность это упругость водяных паров, находящихся в воздухе в данное время при данной температуре, выражающаяся в единицах давления: миллиметры ртутного столба, или в граммах в 1 м3 воздуха.
Максимальная влажность это упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре, выражается в мм рт. ст. или г/м3.
Относительная влажность это отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах (%), характеризует степень насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения.
Дефицит насыщения разность между максимальной и абсолютной влажностью воздуха.