2. Метеорологические условия и их влияние на организм человека

   1. Метеорологические условия

Метеорологические условия определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и давления воздуха, а также солнечным излучением.

Температура воздуха - параметр, отражающий его тепловое состояние. Характеризуется кинетической энергией движения молекул газов воздуха.

Влажность воздуха - параметр, отражающий содержание в воздухе водяных паров. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность воздуха. Абсолютной влажностью называется плотность водяного пара в воздухе, выраженная в г/м³. Максимальной влажностью называется максимально возможная плотность водяных паров при данной температуре. Чем выше температура, тем больше может содержаться в нем водяных паров, т.е. тем выше его максимальная влажность. Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности к максимальной при одинаковых температуре и давлении. Относительная влажность выражается в %.

Движение воздуха вызывается неравномерным прогревом воздушных масс и измеряется в м/с.

Атмосферное давление характеризуется интенсивностью силы тяжести вышестоящего столба воздуха и измеряется в Па.

Жизнедеятельность человека может происходить в довольно широком диапазоне давлений – 734-1267 гПа (550-950 мм. рт.ст.). Однако для здоровья человека опасно быстрое изменение величины атмосферного давления, а не сама величина этого давления. Так, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 1013 гПа (760 мм. рт.ст.) вызывает у человека болезненные ощущения.

Все указанные выше параметры могут изменяться в широких пределах. Однако, несмотря на колебания параметров микроклимата, температура человека остается, как правило, постоянной. Комплекс сложных физиологических процессов, поддерживающих температуру тела человека при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы, называют терморегуляцией.

Таким образом, в производственной или бытовой обстановке система терморегуляции организма человека стремится поддерживать температуру тела на уровне 36–37⁰С. Впрочем, 36–37⁰С – это только в определенных зонах: в полости рта, прямой кишке. В то же время на коже лица температура равна 20-22 градусам, на ноге или руке - 25, а на животе - около 34 градусов. Неодинакова температура и внутренних органов. Дело в том, что в процессе всякой экзотермической реакции выделяется тепло - тем больше, чем реакция интенсивнее. Активность обмена веществ - суммы множества химических реакций - в разных органах неодинакова. Как правило, она выше в жизненно важных органах - печени, почках, в мозге и сердце, а в костной и хрящевой тканях - ниже. Потенциально большое количество тепла могут продуцировать мышцы, что они и делают либо во время физической работы, либо на холоде. С помощью выделяемого мышцами тепла организм "обогревает" прежде всего жизненно важные органы. Если температурные сдвиги в организме произошли, то первыми их воспринимают многочисленные терморецепторы. На коже, в частности, "работает" около 250 тысяч холодовых и около 30 тысяч тепловых рецепторов. Уловив сдвиг, рецепторы посылают сигналы в соответствующие участки мозга. Отсюда исходят ответные команды к вегетативным нервным центрам. Они руководят возвратом к температурной норме без нашего сознания. Так, под жарким солнцем расширяются сосуды и усиливается потоотделение; на морозе сосуды сжимаются, начинается непроизвольное дрожание мышц. Если же такие меры не помогают и температура тела достигает критических цифр, включается экстренная "пожарная" регуляция. Сигналы от рецепторов поступают уже в гипоталамическую область мозга, которая в содружестве с корковыми центрами заставляет человека менять поведение: уйти под тент, чтобы не "сгореть", помахать руками, чтобы не замерзнуть.

Все эти цепи саморегуляции – от сдвига константы до возврата ее к норме - опираются на два разнонаправленных процесса: теплопродукцию и теплоотдачу. Когда нам холодно, функциональные системы организма стремятся усилить интенсивность обмена веществ и уменьшить отдачу тепла. В жару, наоборот, клеточный метаболизм понижается, а отдача тепла резко увеличивается. Таким образом, теплопродукция, как результат обмена веществ, представляет химическую терморегуляцию, а теплоотдача - физическую.

При физической терморегуляции теплоотдача осуществляется по следующим трем каналам:

1. излучением - отдача тепла в направлении поверхностей с более низкой температурой;

2. конвекцией - непосредственная отдача тепла с поверхности тела менее нагретым, притекающим к нему слоям воздуха;

3. испарением - отдача тепла испарением влаги с поверхности кожи (потоотделение); может изменяться в очень широких пределах.

Часть тепла расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха. Количество тепла, отдаваемое организмом человека каждым из этих путей, зависит от величины того или иного параметра микроклимата. Так, теплоотдача конвекцией зависит от температуры окружающего воздуха и скорости его движения. Излучение тепла происходит в направлении окружающих человека поверхностей, имеющих более низкую температуру поверхности, чем температура поверхности одежды (27–31⁰С) и открытых частей человека (около 33,5⁰С). При высоких температурах окружающих поверхностей (30-35°С) теплоотдача полностью прекращается, а при более высоких температурах идет в обратном направлении - от поверхности к человеку.

Отдача тепла испарением зависит от относительной влажности и скорости движения воздуха. С литром пота человек может отдать такое количество тепла, которое, останься оно в организме, повысило бы его температуру на десять градусов.

В состоянии покоя при температуре окружающего воздуха 18°С отдача тепла у людей составляет 45% излучением, 30% конвекцией, 20% потоотделением и 5% затрачивается на нагрев вдыхаемого воздуха.

Вклад теплоотдачи в поддержание постоянной температуры тела неодинаков. При понижении температуры окружающей среды зимой или при комбинированном изменении влажности, температуры и давления воздуха в межсезонье теплоотдача уменьшается. Однако для удержания нормальной температуры нашего тела этого явно недостаточно. Поэтому нам приходится надевать много одежды, создавая между ее "пластами" дополнительные защитные слои воздуха. Зато в жару усиление потоотделения и кровотока в коже играет решающую роль в поддержании постоянства температуры тела.

В общем случае влияние температуры тела человека на его самочувствие следующее:

36,3…37⁰С – нормальная температура у 90% людей;

40…42⁰С – критическая температура, потеря сознания;

43…44⁰С – смертельная температура;

30…34⁰С – резкое замедление деятельности головного мозга;

27…30⁰С – критическая температура, потеря сознания;

27…30⁰С – смертельная температура, прекращение кровообращения.

Перегревание (гипертермия) возникает при избыточном накоплении тепла в организме, которое является результатом действия повышенных температур. Основными признаками перегрева являются повышение температуры тела до 38⁰С и более, обильное потоотделение, слабость, головная боль, учащение дыхания и пульса, изменение артериального давления и состава крови (увеличение остаточного азота и молочной кислоты), шум в ушах, искажение цветового восприятия (окраска в красный, зеленый цвета).

При повышении температуры тела человека выше 40⁰С возникает тепловой удар, в результате чего резко падает артериальное давление, прекращается потоотделение и человек теряет сознание.

При низких положительных и особенно при отрицательных температурах окружающего воздуха в организме человека начинают возникать местные переохлаждения, которые обусловлены следующими двумя причинами:

1. величиной температуры различных участков тела человека;

2. наличием в теле человека некоторого резерва тепла, который используется им в случае охлаждения.

Значения температур различных участков тела здорового человека.

Таблица 2.1

Участок тела человека	Температура, 0С
Рот	37,0
Грудная клетка	34,4…35,0
Подмышечная впадина	36,3…37,0
Живот	35,0…36,1
Запястье	37,5
Икра, ступня ног	26,6…28,4

Потенциальный запас тепла в среднем 8380 кДж и находится он главным образом во внешних слоях тканей организма, на глубине 2-3 см от кожи. При известном уменьшении запаса тепла (дефиците тепла) у человека появляются субъективные ощущения "прохладно", которые, если охлаждение продолжается, сменяются ощущением "холодно", "очень холодно".

Из приведенных выше данных следует, что ноги имеют пониженную температуру по отношению к другим участкам тела человека, поэтому существует повышенная опасность их обморожения. Особенно недопустимо нахождение в мокрой обуви, так как теплопроводность воды в 25 раз выше теплопроводности воздуха. Чтобы исключить обморожение ног обувь должна быть теплая и сухая.

Большая часть года в районах Крайнего Севера характеризуется низкими отрицательными температурами, причем их воздействие на организм человека усугубляется при наличии ветра. Охлаждающее действие ветра на открытые части тела человека, выраженное через эквивалентную температуру воздуха, приведено в таблице 2.2.

Наибольшая скорость ветра в ней равна 18 м/с, так как при больших значениях скоростей ветра возникает незначительный охлаждающий эффект. Из таблицы видно, что опасность обморожения открытых участков может быть при любой указанной температуре. При этом наибольшую опасность обморожения характеризуют сочетания параметров, приведенных в нижней части таблицы.

При низких температурах, кроме обморожения открытых участков тела человека, существует также опасность обморожения отдельных закрытых участков и переохлаждение всего организма человека.

Значение эквивалентной температуры воздуха в °С в штиль при различных скоростях ветра.

Таблица 2.2

Действительная температура воздуха °С	Эквивалентная температура воздуха в штиль (°С) при скоростях ветра м/с						Опасность охлаждения и отморожения
	0	4,0	9,0	13,0	18,0
+ 10	+ 10	+ 4,0	0,0	- 2,0	- 3,0	малая
+ 4,0	+ 4,0	- 2,0	- 8,0	- 11,0	- 12,0	малая
- 1,0	- 1,0	- 9	- 16	- 19,0	- 21,0	малая
- 12,0	- 12,0	- 23	- 32	- 36,0	- 38,0	повышенная
- 40,0	- 40	- 57	- 71	- 78	- 81	наибольшая

Переохлаждение организма ведет к простудным заболеваниям - ангине, катару дыхательных путей, пневмонии. Установлено, что при охлаждении ног и туловища возникает спазм сосудов слизистых оболочек дыхательного тракта. Для защиты работающих на открытом воздухе от переохлаждения используется теплая одежда. Ткани для спецодежды должны быть не только малотеплопроводными и влагоемкими, но и воздухонепроницаемыми. Другими важными мероприятиями, предупреждающими переохлаждение организма, являются периодические перерывы в работе и обогрев в помещениях с температурой 18–20⁰С.

В южных районах страны для защиты людей от избыточной ультрафиолетовой радиации рекомендуется носить головные уборы и одежду из легкого материала, полностью закрывающую тело. Кроме того, предусматривается устройство навесов и зонтов и обеспечение питьевой газированной подсоленной водой и др.

Для предупреждения ультрафиолетовой недостаточности в заполярных районах необходимо проводить профилактическое облучение рабочих, искусственно создаваемое эритемными лампами.