Хімічний склад повітря

Чисте атмосферне повітря у поверхні Землі має наступний хімічний склад: кисень - 20,93%, вуглекислота -0,03-0,04, азот - 78,1, аргон, гелій, криптон і ін. - близько 1 %. Вміст вказаних частин в чистому повітрі постійно. Зміни відбуваються найчастіше за рахунок її забруднення різними викидами промислових і сільськогосподарських підприємств, вихлопними газами автотранспорту. У житлових приміщеннях зміни викликані перш за все газоподібними продуктами життєдіяльності людей і деякими побутовими пристроями (газові плити). Так, в повітрі кисню, що видихається людиною, міститься на 25 % менше, ніж у вдихуваному, а вуглекислого газу — в 100 разів більше.

Кисень. Це найважливіша складова частина повітря. Його біологічне значення для людини полягає перш за все в забезпеченні окислювальних процесів в організмі. Без нього неможливе життя людей, тварин і рослин. Доросла людина у спокої поглинає в середньому 12 л кисню в годину, а при фізичній роботі — в 10 з гаком раз більше. Значна кількість кисню повітря витрачається на окислення органічних речовин, що містяться в нім, воді, грунту, і на процеси горіння. У нормальних умовах концентрація кисню у поверхні грунту практично постійна.

У житлових і спортивних спорудах кількість кисню майже не змінюється завдяки природній і штучній вентиляції.

При нормальному атмосферному тиску вдихання чистого кисню корисне і широко застосовується в лікувально-профілактичних цілях. Для підвищення працездатності і прискорення відновних процесів у спортсменів іноді призначається вдихання чистого кисню по спеціальній схемі.

У крові людини кисень знаходиться переважно в хімічно зв'язаному з гемоглобіном стані, утворюючи оксигемоглобін.

Озон. Це хімічно нестійкий ізомер кисню. Загальнобіологічне значення озону полягає в його здатності поглинати короткохвильову ультрафіолетову сонячну радіацію, що згубно діє на все живе. Разом з цим озон поглинає і довгохвильову інфрачервону радіацію, витікаючу від Землі, і тим самим перешкоджає її надмірному охолоджуванню (озоновий шар Землі). Під впливом ультрафіолетових променів озон розкладається на молекулу і атом кисню. Озон використовується як бактерицидний засіб при знезараженні води. У природі він утворюється при електричних розрядах, в процесі випаровування води, при дії ультрафіолетових променів. У вільній атмосфері найбільш високі його концентрації спостерігаються під час грози, в горах і в хвойних лісах.

Двоокис вуглецю, або вуглекислий газ. Цей газ утворюється в результаті окислювально-відновних процесів, що протікають в організмі людей і тварин, горіння палива, гниття органічних речовин.

Кількість вуглекислого газу в атмосфері коливається від 0,03 до 0,04%. В повітрі міст концентрація вуглекислого газу збільшується за рахунок промислових викидів — до 0,045%, в житлових і суспільних будівлях (при поганій вентиляції) — до 0,6—0,8%. Доросла людина у спокої виділяє в середньому 22 л вуглекислоти в годину, а при фізичній роботі — в 2—3 рази більше.

Ознаки погіршення самопочуття у людини з'являються тільки при тривалому вдиханні повітря, 1,0— 1,5%, що містить, вуглекислого газу, виражені функціональні зміни — при концентрації 2,0—2,5% і різко виражені симптоми (головний біль, загальна слабкість, задишка, серцебиття, пониження працездатності) — при 3—4%.

Гігієнічне значення вуглекислого газу полягає в тому, що він служить непрямим показником загального забруднення повітряного середовища приміщень. Паралельно із збільшенням його змісту підвищуються температура, відносна вологість, запилена повітря, змінюється його іонний склад, головним чином за рахунок збільшення позитивних іонів.

Гігієнічною нормою змісту вуглекислого газу в повітрі житлових і службових приміщень, спортивних залів вважається концентрація 0,1 %.

Азот. Азот атмосфери — індиферентний для людини газ, він служить як би розчинником інших газів. Кількість азоту у вдихуваному повітрі, що видихається, однаково. В умовах підвищеного тиску вдихання азоту може надати наркотичну дію.

Окисел вуглецю. Це газ, що утворюється при неповному згоранні органічних речовин, не володіє ні кольором, ні запахом. Концентрація окислу вуглецю в атмосферному повітрі залежить перш за все від інтенсивності автомобільного руху. У вільній атмосфері її джерелом служать викиди промислових підприємстві і електростанцій. Проникаючи через легеневі альвеоли в кров, вона утворює з гемоглобіном карбооксигемоглобин, в результаті гемоглобін втрачає здатність переносити кисень. Гранично допустима середньодобова концентрація окислу вуглецю складає 1,0 мг/м3. Хронічні отруєння окислом вуглецю, що виникають при систематичній дії незначних кількостей цієї отрути, можуть спостерігатися при дозах менше 0,125 міліграма на 1 л повітря.

Перші ознаки гострого отруєння у людини наступають при концентрації газу 0,125 міліграм/л після 6 ч перебування в такому повітрі в спокійному стані і через 4 ч — при легкій фізичній роботі. Токсичні дози окислу вуглецю в повітрі складають 0,25 — 0,5 міліграм/л. При тривалій дії вони викликають головний біль, запаморочення, серцебиття, нудоту і непритомний стан.

Сірчистий газ. Він поступає в атмосферу головним чином в результаті спалювання на електростанціях і інших підприємствах палива, багатого сіркою (кам'яне вугілля). У містах це найбільш поширена хімічна речовина, що забруднює повітря. На виробництві сірчистий газ утворюється при випаленні і плавленні сірчистих руд, при фарбуванні тканин і ін. У житлових приміщеннях він може з'являтися тільки при топці печей кам'яним вугіллям.

Токсична дія сірчистого газу виражається в роздратуванні слизистих оболонок очей і верхніх дихальних шляхів. При хронічних отруєннях спостерігаються кон'юнктивіти і катары верхніх дихальних шляхів і бронхів. Поріг відчуття сірчистого газу по запаху лежить в межах 0,002—0,003 міліграма/л, концентрація 0,02 міліграм/л і більше викликає роздратування слизистих оболонок. Сірчистий газ шкідливо діє на рослинність, особливо на хвойні породи дерев.

Будувати спортивні споруди в місцях із забрудненим повітрям неприпустимо, оскільки у зв'язку з підвищенням легеневої вентиляції при виконанні фізичних вправ посилюється надходження в організм отруйних газів.

Механічні домішки повітря. У повітряне середовище вони поступають у вигляді диму, кіптяви, сажі, подрібнених частинок грунту і інших твердих речовин. В сукупності все це і формує те, що називають повітряним пилом.

Запилена повітря залежить від характеру грунту (пісок, глина, асфальтовані мостові і тому подібне), її санітарного стану (поливши, прибирання), від забруднення атмосфери промисловими викидами, санітарного стану приміщень. Кіптява і дим з'являються в результаті неповного згорання палива. На виробництві джерелом пылеобразования служать матеріали, що дають при обробці відходи у вигляді механічних частинок. У житлових приміщеннях пил утворюється в результаті різних побутових процесів або проникає зовні.

Шкідлива дія пилу на організм виявляється перш за все в механічному роздратуванні слизистих оболонок верхніх дихальних шляхів і очей, викликаючи неприємні суб'єктивні відчуття.

Систематичне вдихання запиленого повітря викликає захворювання органів дихання. При диханні через ніс на його слизистих оболонках затримується до 40—50% пил. Частина пилу, що потрапив в легені, осідає в альвеолах, але в основному вона віддаляється з видихом. Найлегше проникають в легені і затримуються в них частинки пилу діаметром 0,3—0,5 мк. Таким чином, субмікроскопічний пил, що довго знаходиться в повітрі в зваженому стані, найбільш несприятливий в гігієнічному відношенні.

Електрозаряджену пилу підсилює її здатність проникати в легені і затримуватися в них. У міру збільшення частоти і глибини дихання, наприклад при фізичній роботі, в легені потрапляє більше за пил.

Пил, що містить свинець, миш'як, хром і інші отруйні речовини, викликає типові явища отруєння, причому не тільки при вдиханні, але і в результаті проникнення її через шлунково-кишковий тракт і шкіру. Осідаючи на поверхні шкіри і дратуючи її, пил викликає шкірні захворювання, а також знижує потовиділення і випаровування унаслідок закупорки вивідних проток потових залоз.

Непрямий вплив пилу на здоров'ї полягає в тому, що в запиленому атмосферному повітрі значно зменшуються інтенсивність сонячної радіації і іонізація повітря. Крім того, пил сприяє утворенню хмарності і туманів і негативно діє на рослинність.

Для профілактики несприятливої дії пилу на організм людини житлові і суспільні будівлі розташовуються по відношенню до забруднювачів повітряного середовища (електростанціям, промисловим підприємствам, автомобільним дорогам) з навітряного боку. Між ними влаштовуються санітарно-захисні зони шириною 50—1000 м і більш, залежно від шкідливості забруднювачів.

Для боротьби із запиленою в житлових, суспільних будівлях, спортивних залах слід проводити систематичне вологе прибирання.

Провітрювання приміщень під час прибирання недоцільно, оскільки струми повітря можуть привести до значного розсіювання пилу; провітрювати приміщення потрібно після їх прибирання. Необхідно приймати заходи проти занесення пилу з вулиці в приміщення з взуттям і верхнім одягом. Тому в спортивних залах потрібно завжди бути в спеціальному одязі і взутті.

На відкритих спортивних спорудах для зниження можливої запиленої повітря слід використовувати спеціальні грунти, що не порошать, або спеціальні покриття майданчиків і систематично їх поливати.

Мікроорганізми повітря. Бактерійне забруднення повітря, як і інших об'єктів зовнішнього середовища (вода, грунт і ін.), представляє небезпеку в епідеміологічному відношенні. У повітряному середовищі зустрічаються різні мікроорганізми: бактерії, віруси, цвілеві грибки, дріжджові клітки.

У повітряне середовище мікроорганізми потрапляють переважно з грунтовим пилом, проте вони порівняно швидко гинуть унаслідок висихання, бактерицидної дії сонячних ультрафіолетових променів.

У житлових приміщеннях і спортивних залах при недостатній вентиляції і надмірному скупченні людей бактерійна забрудненість повітря може бути значною.

Кількість мікробів в повітрі різних приміщень є одним з головних критеріїв оцінки його гігієнічного стану.

Найбільшу епідеміологічну небезпеку представляють хвороботворні бактерії і віруси, що викликають різні інфекційні захворювання.

Найпоширенішим є повітряно-краплинний спосіб передачі інфекцій: у повітря поступає велика кількість мікробів, при диханні здорових людей, що потрапляють в дихальні шляхи, і здатних викликати у них те або інше захворювання. Наприклад, при гучній розмові, а тим більше при кашлі і чханні найдрібніші крапельки розбризкуються на відстань 1— 1,5 м і з повітряними течіями розповсюджуються на 8—9 м. Ці крапельки можуть знаходитися в зваженому стані в повітрі до 4—5 ч, але в більшості випадків осідають через 40—60 мин.

Пил, інфікований мікроорганізмами, утворюється в результаті висихання тих, що осіли на підлогу і побутових предметах дрібних інфікованих крапельок, що виділилися з дихальних шляхів хворої людини.

Пилові частинки з мікробами, що осіли на них, можуть триматися в повітрі від декількох хвилин до 2 — 4 ч залежно від величини. Наприклад, в пилі вірус грипу і дифтерійні палички зберігають життєздатність протягом 120—150 днів.

Існує відомий взаємозв'язок: чим більше за пил в повітрі приміщень, тим рясніше в нім зміст мікрофлори.

У критих спортивних спорудах, не дивлячись на великі габарити, можуть також спостерігатися значна бактерійна забрудненість і запилена повітря. Тому усунення пилу в житлах і спортивних спорудах — ефективний засіб боротьби з бактерійним забрудненням повітря.

Тема 3 ГІГІЄНА ВОДИ І ГРУНТУ

ПЛАН

1. Роль води в життєдіяльності людини.

2. Органолептичні властивості води.

3. Хімічний склад води.

4. Епідеміологічне значення води.

5. Очищення і знезараження води.

6. Гігієнічне значення складу і властивостей грунту.

7. Самоочищення грунту.

8. Епідеміологічне значення грунту.

9. Хімічне і радіоактивне забруднення грунту.

10. Гігієнічне обгрунтування вибору грунтів для спортивних споруд.

Роль води в життєдіяльності людини

Вода - найпоширеніше з'єднання водню і кисню в природі. Її роль в житті людини надзвичайно велика і багатообразна. Вода необхідна перш за все для підтримки гомеостазу (постійність внутрішнього середовища) організму.

Організм дорослої людини приблизно на 65 % складається з води. Вона входить до складу кліток, тканин, органів. У організмі вода може бути вільною, складаючи основу внутріклітинної і позаклітинної рідини, входити до складу білків, жирів і вуглеводів і зв'язаною у складі колоїдних систем. Велика її частина поміщена в клітках організму, а остання - в міжклітинній тканинній рідині, крові, лімфі, травних соках і секретах різних залоз. У крові зміст води досягає 81%, м'язах - 75, кістках - 20%. Вода служить середовищем для різних біохімічних реакцій, що відбуваються в організмі людини в процесі різних видів обміну речовин, бере участь у всіх физико-хімічних процесах в організмі і необхідна для введення живильних речовин в розчиненому вигляді в кров, для асиміляції і дисиміляції, видалення в розчиненому і напіврозчиненому вигляді кінцевих продуктів обміну і забезпечення теплового балансу організму шляхом випаровування.

Організм втрачає в добу в середньому 1,5 л води з сечею, 400-600 мл - з потім, 350-400 мл - з повітрям, що видихається, і 100-150 мл — з калом.

За оптимальних мікрокліматичних умов навколишнього середовища і легкої фізичної роботи для заповнення втрат води, що відбуваються через шкіру, легені і нирки, і забезпечення нормального протікання фізіологічних функцій людині в середньому потрібно 2,2-2,8 л води в добу (з урахуванням надходження води з харчовими продуктами). Чоловік випиває приблизно 1,5 л води, отримує з харчовими продуктами — 600—900 мл. В результаті окислювальних процесів в організмі утворюється 300—400 мл води.

При високій температурі повітря і важкій фізичній роботі потреба людини у воді із-за посиленого потовиділення збільшується іноді до 6-8 л. Обмеження в прийомі води представляє велику небезпеку: порушується водно-мінеральний баланс в організмі; підвищується в'язкість крові; затримуються продукти обміну речовин. Все це приводить до значних несприятливих змін функціонального стану організму, які за певних умов здатні перейти у важкі патологічні необоротні зміни здоров'я людину. Втрата 20 % води, що міститься в організмі, викликає смерть.

Вода має також велике гігієнічне, господарське і промислове значення. Особливе місце займає вода у фізичному вихованні і заняттях водними видами спорту. Це один з найбільш ефективних оздоровчих засобів фізичного виховання. Вода широко використовується для гартування, лікувальної фізкультури, особистої гігієни тих, що займаються і як середовище, в якому проводяться спортивні заняття по водних видах спорту.

Щодня чоловік витрачає велика кількість води на приготування їжі, поливання вулиць, прання білизни і так далі Величина загальної витрати води населенням служить одним з показників, що характеризують загальні санітарні умови життя. Гігієнічно достатня забезпеченість населення водою служить важливим чинником в попередженні виникнення різних інфекційних і неінфекційних захворювань.

Вживання недоброякісної води здатне надати несприятливу дію на здоров'ї людини. Це може відбуватися як при вживанні води для пиття і приготування їжі, так і при купанні і плаванні.

Природна вода може стати причиною ряду захворювань, що викликаються недоліком або надлишком в ній окремих хімічних елементів і з'єднань, наприклад йоду, фтору, марганцю, магнію.

Вода річок і інших відкритих водоймищ може надавати несприятливу дію на здоров'ї людини, якщо забруднена різними речовинами, що потрапляють в неї з промисловими, побутовими і сільськогосподарськими скиданнями, недостатньо очищеними і знезараженими.

У воді, забрудненій побутовими і промисловими стічними водами, часто присутні токсичні органічні і неорганічні сполуки, здатні викликати у людини при її вживанні гострі і хронічні інтоксикації. Останнім часом досить часто воду забруднюють радіоактивні з'єднання, що потрапляють у водоймища в результаті техногенних катастроф.

Вода із забрудненого радіоактивними речовинами водоймища, якщо її використовують для пиття, приготування їжі, купання і господарчо-побутових потреб, небезпечна як можливе джерело променевих уражень людей.

З водою можуть передаватися різні інфекційні захворювання (водні інфекції).

Бактерійне забруднення відкритих вододжерел (водосховищ, річок, озер) може відбуватися за рахунок скидання в них недостатньо очищених промислових і господарчо-побутових стічних вод (фекальних, кухонних, банно-пральних), змиву під час весняних паводків, злив сільськогосподарських і фекальних забруднень, а також прямого забруднення води екскрементами хворих людей або тварин. Інфікування підземних вод можливе у випадках гігієнічно неправильного пристрою колодязів, вигрібних ям і так далі

При недостатньому очищенні і знезараженні води відкриті і закриті басейни можуть стати джерелами і чинниками передачі різних інфекційних захворювань (кишкових, очних, шкіряних і ін.).

Якість питної води в наший країні нормується спеціальними документами - державними стандартами. В даний час діє ГОСТ «Вода питна». Відповідно до нього питна вода повинна відповідати наступним вимогам:

• володіти певними органолептичними властивостями (бути прозорою, безбарвною, без сторонніх запахів і присмаку);

• мати певну температуру і володіти освіжаючою дією;

• мати певний постійний хімічний склад, не містити надлишку солей, здатних зробити шкідливий вплив на здоров'ї, бути вільною від отруйних речовин і радіоактивних забруднень;

• не містити патогенних бактерій, яєць і личинок гельмінтів.

Водопровідна вода незалежно від того, для чого вона використовується (для пиття, поливання вулиць і тому подібне), вода басейнів повинні відповідати всім перерахованим вимогам.

Сумарна потреба у воді в населеному пункті визначається її кількістю, необхідною для задоволення фізіологічної потреби в ній людей, а також витратою на гігієнічні, господарчо-побутові і виробничі цілі.

Добова потреба людини в питній воді залежить в основному від температури повітря і тяжкості фізичної роботи. Необхідно, щоб кількість випитої і отриманої з їжею води повністю відшкодовувала витрату її організмом за добу. Найбільш оптимальним питним режимом вважається такий, коли її випивають в достатньому об'ємі, невеликими порціями, з дотриманням певного тимчасового режиму протягом доби, відповідно до зовнішніх умов і характеру фізичного навантаження. Дуже рясне і безладне вживання води веде до перевантаження організму рідиною, збільшує потовиділення, утрудняє роботу серця, знижує фізичну працездатність. Навіть одноразовий прийом надмірної кількості води переповнює на деякий час кров'яне русло і знижує осмотичний тиск крові, підвищує артеріальний тиск.

Потреба організму людини у воді виражається у відчутті спраги, в основі якої лежить порушення водно-сольового балансу. Механізм прояву спраги пов'язаний із збудженням «питного центру», розташованого в головному мозку.

У регулюванні інтенсивності відчуття спраги окрім гуморальних чинників (хімічний склад і физико-хімічні властивості крові) беруть участь і нервово-рефлекторні чинники. У їх функціонуванні основне значення мають осморецептори, що сприймають зміни осмотичного тиску крові і передавальні по відповідних нервових шляхах сигнали в кору головного мозку про порушення осмотичного тиску крові. Еферентні імпульси центру спраги, змінюючи функціональний стан ряду фізіологічних систем, включають поведінкові механізми, направлені на утамовування спраги.

Відчуття спраги виникає і при висиханні слизистих оболонок рота і глотки і не завжди відображає об'єктивну потребу організму у воді.

При значних втратах води в результаті фізичної роботи середньої і великої тяжкості або високій зовнішній температурі з'являється різко виражене відчуття спраги. У таких ситуаціях не можна штучно обмежувати об'єм водоспоживання. Інакше значно підвищаться осмотичний тиск крові і її в'язкість, порушиться функціональний стан серцево-судинної системи.

Потовиділення завжди супроводжується втратою різних іонів, в найбільшій мірі це стосується іонів калія і натрію. З кожним літром поту виділяється приблизно 5 г хлористого натрію. У звичайних умовах його втрати повністю компенсуються їдою, містить достатні кількості хлористого натрію.

При надмірних втратах води, що часто відбувається або в умовах нагріваючого мікроклімату, або при тривалій і інтенсивній фізичній роботі, різко знижується концентрація іонів натрію і калія в крові і тканинах. Це призводить до різкого зниження осмотичного тиску в крові, що, у свою чергу, викликає посилення відчуття спраги і спонукає людину до додаткового надмірного прийому води. В результаті надмірне потовиділення ще більше підсилює відчуття спраги. У таких випадках рекомендується прийом охолодженої підсоленої води, що містить 0,5-0,75% хлористого натрію.

У спортивній практиці найчастіше не виникає потреба в додатковому прийомі хлористого натрію. Це може потрібно лише в таких видах спорту, які супроводжуються виконанням украй напруженої тривалої фізичної роботи, що протікає в умовах високих температур і підвищеної вологості повітря, наприклад велосипедному спорті, спортивній ходьбі, бігу на довгі і наддовгі дистанції.

У спортсменів немає універсальної схеми питного режиму. Для кожного виду спорту такий режим розробляється з урахуванням зовнішніх метеорологічних умов, тривалості і інтенсивності роботи, індивідуальних особливостей спортсменів (віку, підлоги, стажу занять).