1. Гигиеническое значение атмосферных загрязнений и их влияние на человека. Токсические тума¬ны.
В основе загрязнения воздуха в основном лежит хозяйственная деятель¬ность человека. Хотя загрязнение атмосферы может осуществляться и естест¬венным путем (например, извержение вулканов сопровождается выбросом вулканической пыли, пепла, сажи, вулканических газов).
Наибольший уровень загрязнения воздуха, естественно, наблюдается в крупных промышленных центрах и обусловлен токсическими выбросами промышленных предприятий.
Издавна считали, что загрязненный атмосферный воздух вреден для здо¬овья человека. Однако особое внимание привлекли массовые заболевания населения, связанные с так называемыми токсическими туманами или смогами (от английского 8то§ - "туман"). Токсический смог - это туман, сильно загрязненный токсичными примесями.
1 декабря 1930 года в долине реки Маас (Бельгия) установилась антициклоническая погода с температурной инверсией (температурная инверсия возникает тогда, когда слой холодного воздуха над землей перекрыт теплым и становится невозможным восходящее движение загрязненного воздуха). Все это на фоне сильного загрязнения воздушной среды выбросами промышленных предприятий и безветренной погоды привело к появлению токсического тумана (смога) и массовым заболеваниям населения со смертельными исходами.
Это был первый случай, свидетельствовавший о том, что загрязнение воздуха в городах с развитым промышленным производством достигло преде¬ла, превышение которого оказывает вредное влияние на здоровье населения. В дальнейшем токсические смоги имели место во многих крупных промыш¬ленных центрах Англии (Лондон), США (Нью-Йорк, Детройт), Японии (Осака) и др.
Особенно сильный токсический смог наблюдался в декабре 1952 года в Лондоне. Туман содержал несколько сот тонн дыма и сернистого ангидрида (сернистый смог или Лондонский тип смога) За 5 дней тумана было отмечено значительное увеличение смертности населения от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний (погибло на 4000 человек больше чем обычно за такой срок). Было отмечено, что смертность увеличилась пропор¬ционально увеличению концентрации в воздухе дыма и сернистого газа.
В 1963 году от густого токсического тумана в Нью-Йорке погибло более 400 человек.
Кроме токсических туманов (мокрых смогов) в крупных городах могут также иметь место фотохимические (сухие) смоги, связанные с автомобиль¬ным транспортом.
Фотохимический смог возникает при солнечной погоде и обусловлен наличием в атмосфере оксидов азота, угарного газа и интенсивным УФ-излучением. В этих условиях в результате фотохимических реакций образу¬ются основные компоненты фотохимического смога – пероксиацетилнитраты и пероксибензоилнитраты. Это - токсические соединения, отрицательно влияющие на дыхательные пути, глаза.
Впервые фотохимический смог был описан в США. В 1943 году в Сан-Франциско в солнечную, безветренную погоду над городом появлялся белесо¬ватый туман с желтовато-коричневым оттенком, вызывавший резь в глазах, слезотечение, чувство першения в горле и тд.
В настоящее время накоплено много фактов, свидетельствующих о существовании зависимости между степенью загрязнения атмосферы и здоровь¬ем населения. Естественно, что наиболее ярко эта зависимость проявляется при эпизодических резких повышениях уровня загрязненности воздуха (токсические смоги), описанных выше. Вместе с тем и сравнительно низкие концентрации токсических веществ, постоянно присутствующие в воздухе городов, несомненно оказывают влияние на состояние здоровья населения, прежде всего на состояние дыхательной системы, в частности на такие забо¬левания как бронхиты, пневмонии, бронхиальная астма, рак легкого, аллер¬гические состояния и др.
2. Основные источники и загрязнители атмосфер¬ного воздуха населенных мест. Меры по охране атмосферного воздуха от загрязнений. Принципы установления ПДК вредных веществ в атмосфер¬ном воздухе.
Основные источники и загрязнители атмосферного воздуха населенных мест.
В процессе производственной деятельности человека различные природ¬ные вещества подвергаются обработке с образованием разнообразных загряз¬нителей атмосферного воздуха.
Рассмотрим основные источники загрязнения воздуха населенных мест и образуемые ими загрязнители.
1. Пыль
Пыль представляет собой смесь различных по величине твердых частиц. При любом пылевом загрязнении пыль может быть природной или же из вы¬бросов предприятий. В зависимости от компонентов пыль может быть свинцовой, кремниевой и тд.
Пыль может вызывать атрофические заболевания, заболевания легких -силикозы (вызываются пьшью, содержащей двуокись кремния), гнойничковые заболевания кожи, заболевания глаз (конъюнктивиты и др.), снижение иммунитета и др.
2. Сажа
Сажа содержит большое количество канцерогенных веществ. Истори¬чески известна так называемая болезнь трубочистов - рак кожи. Это объяс¬няется тем, что такой компонент сажи как 3,4-бензпирен является сильным канцерогеном.
3. Сернистый газ (диоксид серы, сернистый ангидрид)
302,
Образуется при сгорании любого вида топлива. Особенно много серни¬стого газа образуется при сгорании каменного угля. Сернистый ангидрид ток¬сичен. Во влажном воздухе сернистый ангидрид присоединяет воду с образованием сернистой кислоты. Из сернистой кислоты образуется серная кисло¬та. Серная кислота воздействует на слизистые оболочки (дыхательной системы, ЖКТ), разрушает их, что способствует возникновению инфекционных заболеваний. Кроме того большое количество сернистого газа в воздухе мо¬жет приводить к нарушению окислительно-восстановительных процессов, ферментативной активности, нарушению высшей нервной деятельности и др. Сернистый газ 1убительно действует на зеленые растения..
4. Оксиды азота
Всегда выделяются при сгорании топлива (особенно автомобильного) и получении азотистой кислоты Т.е. наибольшее количество оксидов азота в воздухе отмечается в районах химических комбинатов и автомагистралей.
Из оксидов азота может образовываться азотная кислота, которая неблагоприятно воздействуют на дыхательные пути, миокард. Изменения со стороны миокарда бывают значительно выражены даже при небольших концентрациях азотной кислоты и ее солей. Высокая концентрация оксидов азота в атмосфере часто бывает причиной кислотных дождей (с рН до 4 и ниже). Высокая кислотность дождей снижает урожайность. Выпадая у озер, кислотные дожди повышают кислотность озерной воды, вызывает уменьшение количества ценных сортов рыбы и др.
5. Угарный газ (СО)
Образуется при сгорании любого топлива, при работе автомобильных двигателей. Угарный газ может быть причиной острого отравления.
Попадая в кровь, угарный газ образует комплекс с гемоглобином -карбоксигемоглобин. Сродство СО к гемоглобину в сотни раз выше чем у кислорода. Из-за связывания гемоглобина угарным газом возникает гипоксия в связи с нарушением транспорта кислорода кровью. При связывании полови¬ны всего гемоглобина крови угарным газом (при 50 % карбоксигемоглобина от всего количества гемоглобина) происходит тяжелое отравление с возмож¬ным летальным исходом.
Существует возможность хронического отравления угарным газом, связанного с постоянным вдыханием его в повышенных концентрациях и посто¬янным присутствием в крови карбоксигемоглобина (у курильщиков, инспек торов ГАИ, ре1улировщиков). При этом могут возникать астеновегетативный синдром, бессонница, головные боли, ухудшение памяти, снижение быстроты рефлекторных реакций и др.
Меры по охране атмосферного воздуха от загрязнений.
1) Технологические мероприятия. Заключаются в совершенствовании
технологий с целью уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу.
К технологическим мероприятиям можно осуществлять по следующим на¬
правлениям:
1. Замена токсичных веществ, использующихся в производствен¬ном цикле, на менее токсичные.
2. Замена сухих методов работы мокрыми.
3. Герметизация и автоматизация производственного процесса.
4. Создание замкнутых технологических циклов, безотходных производств и тд.
2) Санитарно-технические мероприятия - организация очистки промышленных выбросов на очистных сооружениях. Очистка может осуществ¬
ляться следующими методами:
- . 1. Использование сухих механических, пылеулавливателей (пылеотстойная камера, циклон и др.)
2. Использование фильтров (матерчатые, бумажные, масляные фильтры, электрофильтры и др)
3. Мокрая газоочистка (гравийный фильтр, полый скруббер) и другие методы..
3) Планировочные мероприятия. Заключаются в правильном взаиморасположении промышленных и жилых зон.
1. Удаление жилых и промышленных зон друг от друга с созданием санитарно-защитных зон (разрывов), которые лучше озеленять газоустойчивыми растениями. Ширина санитарно-защитной зоны зависит от предприятия и обычно составляет от 50 до 1000 метров.
2. Взаимное расположение предприятий и жилых зон с учетом направления преобладающих ветров. 4) Установление предельно допустимых концентраций (ПДК).
ПДК - это максимальная концентрация, в которой допускается нахождение вещества в атмосферном воздухе.
Принципы установления ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе.
При установке ПДК находят такой уровень ПДК, который (по современным понятиям) не представлял бы ухрозы при воздействии в течение всей жизни. В настоящее время установлено 450 ПДК для атмосферного воздуха. Кроме ПДК устанавливаются ВДК (временно допустимые концентрации) или ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ), которые не так точны, так как получены расчетным путем, на основании сравнения ток¬сичности с близкими веществами. Они быстрее изменяются и устанавливают¬ся на небольшие сроки (временно). Эти ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) или ВДК в настоящее время составляют группу в 1500 веществ. Таким образом, примерно 2000 химических соединений в воздухе узаконены и называются нормативными.
Для атмосферного воздуха устанавливаются ПДК двух типов
1) Среднесуточная ПДК. Для определения этой ПДК опыты проводятся в течение суток.
2) Максимальноразовая ПДК (может присутствовать в воздухе не более 20-30 минут ).
Среднесуточная ПДК - такая ПДК, которая устанавливается в результате эксперимента на животных. Берется какая-то группа животных (или несколько групп) численностью в 20 особей. Животные в течение суток подвергаются воздействию вещества, ПДК которого устанавливается. Зная на что влияет данное вещество (на нервную систему, на кожу, на сердце, на бронхи и тд.), подбирают такие методы исследования, которые были бы наиболее адекватны по отношению к этому веществу. Животные находятся в камерах, где они дышат поступающим воздухом. Воздух подают с разной концентра¬цией вредного исследуемого вещества. Берут от 3 до 6 концентраций и устанавливают пороговую и действующую концентрацию.
Что такое пороговая концентрация! Это концентрация при которой наблюдаются мельчайшие, даже не совсем различимые изменения в организ¬ме животного. А вот при действующей концентрации уже наблюдается вполне ощутимое действие.
ПДК устанавливают исходя из пороговой концентрации с учетом коэффициента запаса. Она всегда меньше пороговой концентрации.
Среднесуточная ПДК может находиться в воздухе сколь утхздно долго.
Максимальноразовая ПДК устанавливается только для атмосферного воздуха, для веществ, которые обладают выраженным рефлекторным действием.. Максимальноразовая концентрация гоже ниже пороговой и также рассчитывается по формуле. Максимальноразовая ПДК вещества может находиться в воздухе не более 20-30 минут.
Сейчас появились экологические ПДК , так как было показано, что некоторые растения намного более чувствительны, чем человек (в 10-20 раз) к некоторым загрязнителям атмосферного воздуха.
3. Погода и климат, влияние на организм. Метеотропные реакции.
Погода - это совокупность физических свойств приземного слоя атмосферы за относительно короткий промежуток времени. Выделяют погоду мо¬мента, погоду часа, погоду суток и тд.
Климат - многолетний, закономерно повторяющийся режим погоды, присущий данной местности.
Действие погоды и климата на организм человека можно разделить на
1) Прямое
2) Косвенное.
Прямое действие - это непосредственное воздействие температуры и влажности на организм, которые могут выражаться в тепловом ударе, гипертермии, обморожении и тд. Прямое действие может проявляться обострением хронических заболеваний, туберкулеза, кишечных инфекций и др.
Большее внимание уделяется косвенному влиянию, которое обусловлено апериодическим изменением погодных условий. Эти изменения вступают в резонанс с обычными присущими человеку физиологическими ритмами. Че¬ловек в основном приспособился к смене дня и ночи, времен года. Что же касается апериодичных, резких изменений, то они оказывают неблагоприят¬ное действие. Особенно это касается метеолабильных или метеочувствитель¬ных людей и проявляется в так называемых метеотропных реакциях.
Метеотропные реакции не являются нозологической единицей с четко очерченным симптомокомплексом. Большинство авторов определяет метео¬тропные реакции как синдром дезадаптации, т.е. метеоневроз дезадаптационного происхождения. У большинства метеочувствительных людей он проявляется ухудшением общего самочувствия, нарушениями сна, чувством тревоги, головными болями, снижением работоспособности, быстрой утомляемостью, резкими скачками АД, ощущениями боли в сердце и др.
Метеотропные реакции развиваются обычно одновременно с изменением метеорологических условий или немного опережая их. Как уже говорилось, в наибольшей степени такие реакции свойственны метеочувствительным лю¬дям, т.е. людям, способным отвечать физиологическими или патологическими реакциями на воздействие погодно-метеорологических факторов. В то же время, нельзя забывать, что у людей, не чувствующих влияние погоды, реак¬ции на нее все же проявляются, хотя порой и не осознаются. Это особенно важно учитывать, например, водителям транспорта, у которых при резких изменениях погоды снижается внимание, увеличивается "время реакции и тд.
Механизмы метеотропных реакций очень сложны и неоднозначны.
В самом общем виде можно сказать, что при значительных колебаниях метеорологических условий происходит перенапряжение и срыв механизмов приспособления (дезадаптационный синдром). При этом биологические рит¬мы организма искажаются, становятся хаотичными, наблюдаются патологические изменения в работе вегетативной нервной системы, эндокринной систе¬мы, нарушения биохимических процессов и тд. Это в свою очередь ведет к нарушениям в различных системах организма, прежде всего в сердечно¬сосудистой и центральной нервной системах.
Выделяют 3 степени тяжести метеотропных реакций:
1. Легкая степень - характеризуется жалобами общего характера - недомо¬гание, усталость, снижение работоспособности, нарушения сна и тд.
2. Средняя степень - гемодинамические сдвиги, появление симптоматики, характерной для основного хронического заболевания
3. Тяжелая степень - тяжелые нарушения мозгового кровообращения, гипер¬тонические кризы, обострения ИБС, астматические приступы и тд.
Проявления метеотропных реакций очень разнообразны, но в целом они сводятся к обострению уже имеющихся у человека хронических заболе¬ваний. Можно выделить различные типы действия метеотропных реакций. Некоторые авторы рассматривают 5 типов:
1. Сердечный тип - возникают боли в сердце, одышка
2. Мозговой тип - головные боли, головокружение, звон в ушах
3.. Смешанный тип - характеризуется сочетанием сердечных и нервных нарушений
4. Астено-невротический тип - повышенная возбудимость, раздражительность, бессонница, резкие изменения АД.
5. Встречаются люди с т.н. неопределенным типом реакций - у них преобладает общая слабость, боль и ломота в суставах, мышцах.
Следует отметить, что данное деление метеотропных реакций является весьма условным и не отражает в полной мере всех их патологических про¬явлений.
Самым распространенным в жизни примером метеотропной реакции является компенсаторное повышение АД при снижении атмосферного давле¬ния, что у людей, страдающих гипертонической болезнью, может привести к гипертоническому кризу.
Профилактика метеотропных реакций может быть повседневной, сезонной и срочной.
Повседневная профилактика подразумевает общие неснецифические мероприятия - закаливание, занятия физкультурой, пребывание на свежем воз¬духе и тд.
Сезонная профилактика проводится весной и осенью, когда наблюдают- '• ся так называемые сезонные нарушения биологических ритмов и подразуме¬вает применение лекарственных средств, витаминов.
Срочная профилактика проводится непосредственно перед изменением погоды (на основании данных специализированного медицинского прогноза погоды) и заключается в использовании лекарственных препаратов для предотвращения обострения хронических заболеваний у данного больного.
4. Ионизация воздуха и ее гигиеническое
значение. Естественные и искусственные
источники ионизации.
Под ионизацией понимают наличие в воздухе заряженных частиц - аэроионов (положительно или отрицательно заряженных молекул) и аэродис¬персий - более массивных заряженных частиц.
При ионизации внешние силы действуют на атом так, что происходит отщепление электрона, в результате чего образуется положительный ион. Элс*ктрон присоединяется к другой молекуле и образуется отрицательный ион.
Таким образом, аэроионы подразделяются на положительные и отрица¬тельные.
Кроме того, их разделяют на
1) Легкие - отдельные атомы, молекулы или группы атомов числом не более 15 атомов.
2) Тяжелые. Образуются при соединении легких ионов с частицами пыли, тумана и тд.
Легкие ионы оказывают благоприятное действие на человека, особенно, при бронхиальной астме, аллергиях и др. Вдыхание чистого воздуха с числом легких ионов 60-70 тыс. в см оказывает лечебный эффект, который выражается в увеличении числа эритроцитов, нормализации АД, улучшении легоч¬ной вентиляции, нормализации окислительно-восстановительных процессов. В то же время более высокое содержание легких ионов (более 70 тыс.) отрицательно сказывается на здоровье.
Тяжелые ионы вызывают усталость, повышение давления, головные боли, могут быть причиной различных патологических состояний.
Опасна ситуация, когда происходит ионизация загрязненного воздуха, т.к. ионизированные токсические вещества лучше задерживаются в дыхатель¬ных пугях и хуже выводятся. Таким образом, в помещениях с загрязненным воздухом нельзя рекомендовать ионизацию воздуха.
Для гигиенической характеристики ионизации воздуха используются следующие показатели:
1. Содержание и масса ионов различных знаков
2. Коэффициент униполярностй
3. Коэффициент загрязнения
Чистый атмосферный воздух обычно содержит 1000 - 3000 пар легких ионов в 1 см .
Коэффициент униполярностй равен отношению количества положительных ионов к количеству отрицательных ионов. В норме он составляет 1.2- 1.3.
Коэффициент загрязнения представляет собой отношение суммарного количества тяжелых аэроионов к легким аэроионам одного и того же знака. В норме не он превышает 50.
При загрязнении воздуха увеличивается количество тяжелых ионов и уменьшается число легких ионов. В городе городов содержание легких ионов снижается до 200-400. В то же время количество легких ионов в горах может достигать 400-500 тысяч.
Основные источники ионизации:
1. Ионизирующая радиация радиоактивных пород земли и космическое излучение
2. Ультрафиолетовая радиация с длинной волны до 200 нм
3. Открытое пламя и нагретые поверхности (термоионизация)
4. Электрические разряды (например, молнии)
5. Распьшение и разбрызгивание воды (водопады, горные реки, фонтаны и
ДР-)
6. Процессы дробления веществ
Искусственная ионизация производится с помощью специальных иони¬заторов воздуха.
5. Бактериальное загрязнение воздуха. Санитарно-показательные микроорганизмы. Санация воздуш¬ной среды.
Воздух непригоден для размножения микроорганизмов^ гак как в нем не¬достаточно влага и питательных веществ, а солнечная радиация и высушива¬ние оказывают бактерицидное действие.
Бактерии попадают в воздух в основном из почвы, с поверхности расте¬ний и животных, от человека воздушно-капельным путем, с отходами неко¬торых производств.
В атмосферном воздухе преобладают споры грибов, актиномицетов, ба¬цилл, пигментообразующие виды аспорогенных бактерий.
В воздухе плохо проветриваемых и перенаселенных помещений содер¬жится большое количество микроорганизмов. В основном, это микрофлора дыхательных путей и кожи человека.
Санитарно-микробиологическое состояние воздуха помещений оце¬нивают по следующим показателям:
1) Микробное число - количество микроорганизмов, обнаруженных в 1 м" воздуха.
2) Наличие санитарно-показательных бактерий - представителей микро¬флоры дыхательных путей (гемолитические стрептококки, золотистый стафилококк).
Для определения микробного числа воздуха в помещениях применяют следующие методы:
1) Седиментационный метод - основан на принципе осаждения
(седиментации). Две чашки Петри с питательным агаром оставляют открытыми в течение 60 минут, после чего инкубируют при 37 С 1 сутки. Результаты
оценивают по суммарному числу колоний, выросших в обеих чашках:
менее 250 колоний - воздух чистый 250-500 - загрязненный в средней степени 500 - загрязненный.
2) Аспирационный метод. Более точный метод. Посев производится автоматически с помощью специальных аппаратов. Примером может
служить аппарат Кротова. Он устроен таким образом, что воздух с заданной скоростью просасывается через щель пластины, которая при этом вращает¬ся. Под пластиной находится чашка Петри. Таким образом, происходит равномерное распределение микроорганизмов по питательной среде. Расчет производят по формуле: X = а /V * 1000, где а - количество выросших колоний V - объем пропущенного воздуха, дм3 (л) 1000 - искомый объем, дм3 (л)
Нормы микробного числа:
Операционные до начала работы - не более 500
Операционные во время работы - не более 1000
Родильные комнаты - не более 1000
Палаты для недоношенных детей - не более 750
Воздух является важным фактором распространения патогенных микро¬организмов. Через воздух передаются возбудители многих заболеваний, таких как грипп, ОРЗ, ангина, дифтерия, туберкулез, коклюш, чума и др.
Санация воздушной среды.
Наибольшее практическое значение' имеет санация воздуха закрытых помещений с большим скоплением людей.
Очистка и дезинфекция (санация) воздушной среды закрытых помещений производится с помощью специальных очистителей и бактерицидных ламп.
Используют воздухоочистители передвижные рециркуляционные (ВОПР-0.9, ВОПР-1.5).
Из бактерицидных ламп применяют источники ультрафиолетового коротковолнового излучения. Наиболее удобны лампы БУВ.
Возможно два способа применения бактерицидных ламп БУВ:
1. В присутствии людей
2. Без людей
. Более удобным и эффективным является облучение воздуха в присутствии людей. При этом лампы располагают на высоте 2.5 м в местах наиболее мощного конвекционного потока воздуха (над отопительными приборами, дверьми и тд). Необходимое число ламп БУВ зависит от объема помещения и мощности ламп. При расчете количества ламп исходят из того, что на каждый метр кубический воздуха должно приходится 0.75-1 Вт мощности, по¬требляемой лампой из сети. Время облучения воздуха не должно превышать 8 ч в сутки. Лучше проводить облучение 3-4 раза в день с перерывами для проветривания помещения.
При санации воздуха в отсутствие людей (операционные, перевязочные и тд.) лампы размещают равномерно или с преобладанием над рабочими по¬верхностями. При этом на кубометр воздуха необходима потребляемая мощность не менее 1.5 Вт, а минимальное время облучения составляет 15-20 ми¬нут.
Кроме ламп БУВ применяют также лампы ПРК.
Нормативы:
1. При людях: высота - 1.7 м, мощность - 2-3 Вт/кубометр, облучение -несколько раз в день по 30 минут с интервалами для проветривания.
2. Без людей: мощность - 5-10 Вт/кубометр, время облучения - максимально возможное.
В некоторой степени снижают микробную загрязненность воздуха помещений правильно организованная вентиляция, регулярные проветривания.
6. Влияние высокой температуры воздуха на организм. Терморегуляция. Физиологические на¬рушения и заболевания, связанные с перегревани¬ем организма. Меры профилактики.
Прежде чем говорить о воздействии высоких температур воздуха на организм человека и состояниях, возникающих при этом воздействии необхо¬димо дать определение нормы, то есть теплового комфорта.
Тепловой комфорт - это метеорологические условия, обеспечивающие оптимальный уровень физиологических функций ,.в том числе терморегуля-торных при субъективном .ощущении комфорта.
В состоянии теплового комфорта система терморегуляции человека находится в состоянии незначительного напряжения. При этом наблюдаются небольшие периодические колебания температуры кожи (для кожи туловища - 33-35 °С), отсутствует активная деятельность потовых желез (теплоотдача испарением составляет 20-30 % от общих потерь тепла). Наблюдается нормальное соотношение процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга, оптимальный уровень всех остальных физиологических функций и высокая работоспособность. Имеется субъективное ощущение теплового комфорта.
Состояние теплового комфорта поддерживается за счет работы системы терморегуляции.
