В более поздний советский период в области гигиены успешно и плодотворно работали такие корифеи гигиенической науки, как А. Н. Марзеев, С. И. Каплун, А. В. Мольков, В. А. Рязанов, С. Н. Черкинсский, А. А. Летавет, Ф. Г. Кротков и др.
Лекция 4. Роль воздушной среды. солнечная радиация
1. Роль воздушной среды
Воздушная среда играет важную роль в дыхании человека, животных и растений. Роль воздуха состоит в снабжении кислородом, удалении продуктов обмена веществ, обеспечении процесса теплообмена. Резкие изменения физических свойств и химического состава неблагоприятно отражаются на важнейших функциях организма и приводят к различным заболеваниям.
К физическим факторам воздушной среды относятся: солнечная радиация, температура, влажность, скорость движения воздуха, барометрическое давление, электрическое состояние, радиоактивность.
2. Солнечная радиация
Солнечная радиация – единственный источник энергии, тепла и света на Земле. Она является основным фактором, обуславливающим климат местности. Под солнечной радиацией понимают испускаемый солнцем интегральный поток радиации, который представляет собой электромагнитное излучение. Оптическая часть солнечного спектра разделяется на три диапазона: инфракрасные лучи с длиной волн от 2,8 тыс. до 760 нм, видимая часть – от 760 до 400 нм и ультрафиолетовая часть – от 400 до 280 нм. Солнечная радиация возрастает с увеличением высоты местности над уровнем моря. Так, на высоте 1 тыс. м она составляет около 292,7 × 10
4
2
4
2
3. Инфракрасная радиация
Инфракрасная радиация составляет большую часть излучения Солнца и по биологической активности делится на длинноволновую (1,5 тыс. – 2,5 тыс. нм) и коротковолновую (760–1,5 тыс. нм). Длинноволновые лучи поглощаются поверхностным слоем эпидермиса, а коротковолновые лучи (длина волны менее 1 тыс. нм) достигают глубоких слоев кожи. Они способны проходить через мозговую оболочку и воздействовать на рецепторы мозга – развитие солнечного удара – возбуждение, судороги, потеря сознания. Под воздействием инфракрасной радиации возможно помутнение хрусталика – катаракта, изменение иммунологической реактивности и др.
4. Ультрафиолетовая радиация
Ультрафиолетовая радиация оказывает наиболее сильное биологическое действие, особенно лучи с длиной волн от 315 до 290 нм. Влияние связано с воздействием на структуру белка. Протеолитические процессы в коже обуславливают появление в крови гистамина и гистаминоподобных веществ. Воздействуя на нервную систему, эти продукты рефлекторно влияют на весь организм.
Ультрафиолетовые лучи (Уф-лучи) являются неспецифическим стимулятором физиологических функций. Под их действием происходит усиление деятельности надпочечников, щитовидной и других желез. Уф-лучи стимулируют белковый, жировой, углеводный и минеральный обмен, влияют на кроветворение и на иммунологические процессы, повышая защитные силы. Уф-лучи обладают бактерицидным действием.
Спектр Уф-излучения делят на: А-излучение с длиной волн от 400 до 315 нм, В-излучение с длиной волн от 320 до 280 нм и С-лучи с длиной менее 280 нм.
Передозировка Уф-облучения может сопровождаться эритроматозным раздражением кожи, недомоганием, головными болями, повышением температуры тела. В тяжелых случаях могут развиваться ожоги, дерматиты с явлениями экссудации и отечностью. Воздействие на органы зрения приводит к фотоофтальмии – гиперемии, отеку конъюнктивы, блефароспазму, слезотечению, светобоязни.
Уф-излучение с длиной волн 320–280 нм способны предупреждать D-витаминную недостаточность. У маленьких детей в результате D-авитаминоза может развиться рахит. У взрослых при D-авитаминозе отмечается ослабление связочного аппарата суставов, снижение плотности костей, замедленное срастание их при переломах.
Имеются данные, подтверждающие способность Уф-радиации при длительном чрезмерном воздействии вызывать злокачественные опухоли, в частности рак кожи.
Бактерицидное действие Уф-радиации используется при санации воздушной среды, обеззараживании молока, дрожжей, напитков и др.
Видимая солнечная радиация определяется в средней полосе России освещенностью в июле около 65 тыс. лк, а в декабре – 4 тыс. лк и менее.
Свет оказывает психофизиологическое воздействие на организм. Так, оранжево-красная часть спектра вызывает возбуждение и усиливает чувство тепла, а холодные тона (сине-фиолетовая часть спектра) усиливают тормозные процессы в центральной нервной системе. Желто-зеленые цвета оказывают успокаивающее влияние. Свет играет ведущую роль в процессах восприятия окружающего мира, в образовании суточного ритма, представляющего собой закономерное чередование периодов покоя и мышечной активности, процессов возбуждения и торможения.
Лекция 5. Гигиеническое значение температуры и влажности воздуха
1. Температура воздуха
Температура воздуха зависит от географической широты. Самая высокая температура на земном шаре наблюдается в южных широтах. В странах Африки, Южной Америки, Средней Азии в теплое время года она достигает 63 °C, в холодный период снижается до – 15 °C. В Антарктиде температура может понижаться до – 94 °C. Температура воздуха снижается с увеличением высоты над уровнем моря.
Нагретые приземные слои воздуха поднимаются и постепенно охлаждаются в среднем на 0,6 °C на 100 м подъема. От экватора к полюсам дневные колебания температуры уменьшаются, годовые увеличиваются.
Под воздействием температуры происходят различные физиологические сдвиги во многих системах организма. При повышенных температурах (25–35 °C) окислительные процессы в организме несколько снижаются, но в дальнейшем они могут возрастать. Дыхание учащается и становится поверхностным. Легочная вентиляция вначале возрастает, а затем остается без изменений.
Длительное воздействие высокой температуры приводит к нарушению водно-солевого и витаминного баланса. Особенно характерны эти изменения при выполнении физической работы, сопровождающейся потоотделением. С потерей жидкости при тяжелой физической работе в условиях повышенной температуры воздуха может выделяться до 10 л пота, а с ним до 30–40 г хлорида натрия, 15–25 % водорастворимых витаминов. В результате нарушения водно-солевого баланса может развиться судорожная болезнь.
При воздействии температуры усиливается кровоснабжение кожи и подкожной клетчатки за счет расширения системы капилляров. Частота сердечных сокращений возрастает вследствие раздражения терморецепторов, повышения температуры крови и образования продуктов метаболизма. Артериальное давление, как систолическое, так и в большей степени диастолическое, при действии высоких температур снижается. Повышается вязкость крови, увеличивается содержание гемоглобина и эритроцитов.
Со стороны центральной нервной системы действие высокой температуры проявляется в ослаблении внимания, замедлении двигательных реакций, ухудшении координации движений.
Длительное воздействие высокой температуры вызывает стойкую гипертермию организма. При легкой форме гипертермии основным признаком является повышение температуры тела до 38 °C и более, наблюдается гиперемия лица, потоотделение, слабость, головная боль, головокружение, искажение цветового восприятия, тошнота, рвота. В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплового удара: подъем температуры до 41 °C и выше, падение артериального давления, потеря сознания, судороги, дыхание частое и поверхностное.
Под воздействием низких температур снижается температура кожи, при этом отмечается ухудшение тактильной чувствительности, понижение сократительной способности мышц. Изменяется функциональное состояние центральной нервной системы, проявляющееся ослаблением болевой чувствительности, адинамией, сонливостью. Понижение температуры отдельных участков тела приводит к болевым ощущениям.
Охлаждение организма способствует развитию различных заболеваний: ангин, катаров верхних дыхательных путей, пневмоний, невритов, радикулитов, миозитов и др.
2. Влажность воздуха
Влажность воздуха обуславливается испарением воды с поверхности морей и океанов. Влажность подвержена вслед за температурой суточным колебаниям.
Чем выше температура воздуха, тем большее количество паров требуется для его полного насыщения. В гигиеническом отношении наиболее важное значение имеет относительная влажность. Она дает представление о степени насыщения воздуха водяными парами и свидетельствует о возможности отдачи тепла путем испарения. В условиях дефицита влажности воздуха более интенсивно будет протекать отдача тепла при потоотделении.
Высокая температура воздуха с низкой его влажностью переносится человеком легче, чем при высокой влажности. С увеличением влажности воздуха снижается отдача тепла. Насыщение воздуха водяными парами в условиях низкой температуры будет способствовать переохлаждению тела.
При обычных метеорологических условиях оптимальной относительной влажностью является 40–60 %.
Лекция 6. Гигиеническое значение перемещения воздушных масс и атмосферного давления
1. Перемещение воздушных масс
Разница в температуре и давлении обуславливает перемещение воздушных масс. Движение воздуха характеризуется направлением и скоростью. Для каждой местности характерна закономерная повторяемость ветров преимущественно одного направления. Для выражения этой закономерности используют специальную графическую величину – розу ветров, представляющую собой линии румбов, на которых отложены векторы, соответствующие по длине, числу направлений и силе ветров, выраженных в процентах по отношению к общему их числу. Скорость движения воздуха определяется числом метров в секунду.
Сильный ветер резко увеличивает теплоотдачу путем конвекции и испарения пота. В жаркие дни ветер оказывает благоприятное влияние на организм, так как предохраняет его от перегревания. При низких температурах и высокой влажности движение воздуха способствует переохлаждению.
Гигиеническое значение движения воздуха заключается в том, что оно способствует вентиляции помещений, а также играет важную роль в удалении и самоочищении поступающих в атмосферу загрязнений.
2. Атмосферное давление
На уровне моря давление столба воздуха атмосферы равно 101,3 кПа (760 мм рт. ст.). Наружное давление полностью уравновешивается внутренним давлением организма. Суточные и сезонные колебания атмосферного давления соответствуют 200–300 Па (20–30 мм рт. ст.). У определенной категории лиц пожилого возраста, страдающих ревматизмом, невралгиями, гипертонической болезнью и другими заболеваниями, эти колебания вызывают изменения самочувствия.
Подъем и пребывание на высоте связаны с воздействием на организм пониженного барометрического давления и низкого парциального давления газов. Эти факторы обуславливают симптомокомплекс так называемой горной болезни, в развитии которой ведущую роль играет кислородное голодание. В результате нарушения деятельности центральной нервной системы появляются усталость, сонливость, тяжесть в голове, головная боль, нарушение координации движений, повышенная возбудимость, сменяющаяся апатией и депрессией. При более глубокой гипоксии отмечаются: тахикардия, изменения ЭКГ; нарушается моторная и секреторная функции желудочно-кишечного тракта, меняется периферический состав крови.
Более значительное и резкое падение атмосферного давления может вызвать явление декомпрессии – выделение газов, растворенных при нормальном барометрическом давлении, из крови и тканевых жидкостей. Это сопровождается болями в мышцах, суставах, костях. Осложнением является воздушная эмболия.
К мероприятиям по акклиматизации к кислородной недостаточности относятся тренировки в барокамерах, пребывание в условиях высокогорья, закаливание и другое, прием повышенных доз витаминов С, В1, В2, В6, РР, фолиевой кислоты, Р.
Действию повышенного барометрического давления подвергается определенная категория лиц: водолазы, рабочие подводных и подземных строительных работ. Работая в кессонах, различают три периода: компрессия, пребывание в условиях повышенного давления и декомпрессия. Первый период сопровождается незначительными функциональными изменениями: шум в ушах, заложенность, болевые ощущения вследствие механического давления на барабанную перепонку. Второй период сопровождается легкими функциональными нарушениями: урежением пульса и частоты дыхания, снижением максимального и повышением минимального артериального давления, понижением кожной чувствительности и слуха, усиливается перистальтика кишечника, повышается свертываемость крови, уменьшается содержание гемоглобина и эритроцитов. В эту фазу происходит насыщение крови и тканей растворенными газами (сатурация), происходит уравновешивание газов в организме и окружающей среде.
В период декомпрессии наблюдается обратный процесс – десатурация. При правильной декомпрессии растворенный газ выделяется через легкие из расчета – за 1 мин – 150 мл азота. При быстрой декомпрессии не успевает выделяться и поступает с кровью к тканям, вызывая газовую эмболию (кессонную болезнь).
Лекция 7. Электрическое состояние атмосферного воздуха
1. Ионизация воздуха
К электрическому состоянию атмосферного воздуха относят ионизацию, электрическое и магнитное поле земной атмосферы. Ионизация – образование электрозаряженных частиц, происходит под влиянием излучений радиоактивных веществ, Уф-радиации, рентгеновских и космических лучей, процессах нагревания, распыления, дробления и т. д. В результате ионизации от нейтрального атома отделяется электрон, который присоединяется к другому нейтральному атому, образуя отрицательный ион. Оставшаяся часть атома образует положительно заряженный ион. Ионизационное состояние воздуха характеризуется концентрацией ионов каждого вида в 1 мл воздуха.
Ионы, существующие самостоятельно или присоединившиеся к нейтральным молекулам кислорода, озона, азота и его окислов, принято называть легкими. Легкие ионы, скорость передвижения которых в воздухе составляет 1–2 см/с, существуют 1–2 мин, быстро рекомбинируются. Легкие ионы могут присоединять к себе взвешенные пылевые частицы, микробные тела, превращаясь в средние, тяжелые и сверхтяжелые ионы. Тяжелые ионы менее подвижны (0,0005 см/с), они прочно удерживают заряд.
Ионизационный режим воздушной среды определяется отношением тяжелых ионов к числу легких (N/n) и отношением количества положительных ионов к числу отрицательных (n+/n-) – коэффициентом униполярности. Чем более загрязнен воздух, тем выше этот коэффициент.
В воздухе курортных местностей содержание легких ионов составляет 2 тыс. – 3 тыс. в см
3
Физиологический механизм действия ионизированного воздуха объясняется электрообменом в легочной ткани и нейрорефлекторными реакциями, возникающими в ответ на раздражение аэроионами рецепторов кожи и слизистых оболочек дыхательных путей. Под действием высоких концентраций отрицательных легких ионов (до 1 млн в 1 см