3. Гигиеническая характеристика физических свойств воздуха

Физические свойства воздуха менее стабильны по своим оптимальным гигиеническими показателями, чем его химиче­ский состав. Это относится к его температурно-влажностному режиму, скорости движения, бароме­трическому давлению, электрическому состоянию. Весь комплекс метеорологических ус­ловий, объединяемый в понятие погода, может подвер­гаться резким и внезапным изменениям в течение короткого промежутка времени.

При этом необходимо уделять основное внимание изуче­нию микроклимата, под которым понимается совокупность чисто местных климатических особенностей, зависящих от ря­да внешних факторов, характерных для ограниченной терри­тории или закрытых помещений. Принято различать микроклимат приземного слоя тропос­феры, зеленой зоны древесных насаждений, центральных районов больших городов, отдельных зданий, промышленных предприятий. Важность оценки микроклимати­ческих условий состоит в том, что именно они наиболее до­ступны для коррекции в нужном направлении. Например, при соответствующей посадке деревьев можно уменьшить силу ветра, ослабить мощность солнечной радиа­ции, повысить влажность воздуха, снизить его температуру и т. д.

Температура воздуха

Солнечные лучи, проходя через атмосферу, нагревают ее в очень незначительной степени, в общей сложности до 0,02°С/ч. Поэтому повышение температуры воздуха в основ­ном обусловливается теплоотдачей почвы, которая поглощает и аккумулирует солнечную радиацию. Вместе с тем тепло, излучаемое поверхностью земли, хорошо поглощается содержащимися в воздухе во­дяными парами и углекислым газом. В дальнейшем более легкий, теплый воздух поднимается вверх, уступая место холодному. Это явление, называемое конвекцией (перемещение), обуслов­ливает перемешивание и относительно равномерное нагрева­ние приземного слоя тропосферы. Перенос тепла происходит и при адвекции, т. е. при горизонтальном передвижении воз­душных масс.

Суточные колебания температуры обычно достигают максимума, в 14—15 ч, а ми­нимума перед восходом солнца. Эта разница, на­зываемая суточной амплитудой, зависит от географической широты, сезона года, рельефа местности и растительного по­крова. Над водной поверхностью суточная амплитуда всегда меньше, чем над сушей, что объясняется значительной теплоемкостью воды, являющейся мощным аккумулятором тепловой энергии. Аналогичное влияние оказывает и расти­тельный покров местности, особенно лес, который днем за­держивает солнечную радиацию, а ночью — земное тепло. Сезонные колебания в основном объясняются теми же при­чинами, что и суточные. Например, в условиях морского кли­мата температурная амплитуда по временам года довольно незначительная, так как нагревание и охлаждение воды проис­ходят очень медленно. Напротив, на континентах отмечаются весьма резкие различия.

Температура воздуха в различных слоях атмосферы значительно варьирует. Доказано, что в умеренных широтах на каждые 100 м подъема она снижается на 0,6°С.. В результате на границе со стратосферой температу­ра опускается до —56°С. (Стратосфера находится над тропосферой на высоте от 10 до 50 км.).

На еще больших высотах температура резко возрастает, достигая на высоте 250 км примерно 1200°С.

Одним из основных условий для нормаль­ной жизнедеятельности организма является принцип темпе­ратурного постоянства. От температуры окружающей среды во многом зависит глубина и частота дыхания, скорость цирку­ляции крови, интенсивность окислительных реакций и особен­ности обмена веществ.

Человек не является беззащитным по отноше­нию к неблагоприятным термическим воздействиям. Он обладает сложным и совершенным механизмом терморегу­ляции. Однако этот механизм далеко не всегда может справиться с резким и длительным из­менением микроклиматических условий.

Теплообмен организма обеспечивается выработкой тепловой энергии и отдачей ее во внешнюю среду. Теплопродукция определяется интенсивностью обменных (окисли­тельных) процессов. Причем она стабильна при внешней температуре 15—25°С, повышается при ее падении ниже 15°С и уменьшается при подъеме до 25—35°С.

Одновременно с процессами накопления тепла в организме непрерывно идет отдача его во внешнюю среду. Это происходит благодаря кондукции, т.е. при соприкосновении с более хо­лодными поверхностями и конвекции - нагреванию прилегающих слоев воздуха. Радиационная те­плоотдача наблюдается при наличии в окружающем пространстве предметов, имеющих более низ­кую температуру, чем кожа человека. Наконец, потеря тепла испарением осуществляется при переходе воды из жидкого в парообразное состояние и в основном зависит от величины относительной влажности воздуха.

Человек, находящийся в состоянии покоя, те­ряет вследствие конвекции 15,3% тепла, излучения—55,6% и испарения—29,1%.

Средние пределы температурных колеба­ний нашего организма, при которых сохраняется его жизне­способность, сравнительно невелики и находятся в диапазоне от 25 до 43°С.

В результате излишней теплопотери возможно развитие различных простудных заболеваний. В одних случаях она вы­зывает нарушение трофики тканей на месте контакта с раздражителем холода (невриты, миозиты), в других общее переохлаждение.

Вместе с тем относительно кратковременная гипотермия с постепенным понижением температуры тела больного до 25°С используется в последнее время при некоторых хирурги­ческих вмешательствах.

К весьма тяжелым последствиям может привести и пере­гревание организма. При этом обычно различают легкую и тяжелую форму гипертермии. Легкая характери­зуется повышением температуры тела до 38—39°С, учащением пульса и дыхания, головной болью, общей слабостью. При тяжелой степени отмечаются значительно более высокий подъем температуры (до 40—42°С), нарушается состав крови, могут возникать коллаптоидное состояние, потеря сознания, тетанические судороги и не­которые другие симптомы. Эта форма, называемая тепловым ударом, может закончиться внезапным наступлением коматозного состояния и смертью пострадавшего.

Большое значение имеет не толь­ко абсолютные величины температуры воздуха, но и ампли­туды ее колебаний. Чем чаще повторяются эти колебания, и чем они резче, тем труднее приспосабливается к ним орга­низм и тем больше усилий затрачивается на сохранение изотермии.

На общее состояние организма температурный режим влияет очень заметно. Поэтому необходимо его контролировать и поддерживать согласно гигиеническим нормам.

Температурные нормы в крытых спортивных сооружениях в соответствии со СНиП 11 76—78 имеют следующие величины.

Спортивные залы, рассчитанные на 800 и более зрителей, крытые катки с местами для зрителей а)— 18° в холодный период года, при относительной влажности 40—45% и б) - не выше 25° в теплый период года при относительной влажности 50—55%.

Спортивные залы, рассчитанные на 800 и менее зрителей а)-18° в холодный период года и б) - не более чем на 3° выше расчетной температуры наружного воздуха в теплый период года.

Спортивный зал без мест для зри­телей—15°. Крытые катки без мест для зрителей—14°. Стрелко­вые галереи и огненные зоны крытых тиров, а также стрелковые галереи при открытых тирах —18°. Вести­бюли-грелки катков и лыжных баз—16°.

В крытых плавательных бассейнах в зале бассейна (с местами, для зрителей или без них)— на 1—2° выше температуры воды в ванне. В зале для подготовительных занятий—18°, в вестибюле (для занимаю­щихся)—20°.

Температура воздуха во вспомогательных помещениях: учебные классы, методиче­ские кабинеты, помещения для отдыха занимающихся, стрелковые кабинеты—18⁰, раздевальные и душевые—25°, массажные— 22°, санитарные узлы при раздевалках - 25°.

Тренировочные занятия и соревнования при температуре воз­духа выше +30° и ниже —25° проводить не рекомендуется. В слу­чае необходимости следует строго придерживаться гигиенических правил по предупреждению перегревания и обморожений (рациональные одежда и обувь, правильное построение тренировок).

Влажность воздуха

При оценке микроклиматических условий необходимо всег­да учитывать содержание в воздухе водных паров. Харак­теризуют влажность воздуха следующие показатели: абсолютная влаж­ность – упругость (мм.рт.ст.) или количество водяных паров в граммах, находящихся в данное время в 1 м³ воздуха. Мак­симальная влажность — упругость водяных паров (мм.рт.ст.) при полном насыщения воздуха влагой при данной температуре или количество водяных паров (гр.) необходимое для полного насыщения 1 куб. м. при той же температуре. Относительная влажность — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, т.е. показывающая процент насыщения воздуха водяными парами в момент измерения.

Кроме того, для оценки способности воздушной среды поглощать влагу используют понятие дефицит насыщения, представляющий собой разницу между максимальной и абсо­лютной влажностью.

Суточные колебания относительной влажности, прежде все­го, определяются температурой воздуха.

При повыше­нии температуры, содержащиеся в воздухе водяные пары удаляются от состояния насыщения, а при понижении — приближаются к нему. Годовые колебания относительной влажности также находятся в обратном отношении к сезонной динамике температуры воздуха. Наибольшие среднемесячные ее значения наблюдаются в ноябре — марте, а наименьшие — в мае — августе.

Влага, находящаяся в воздухе, может переходить из одного состояния в другое, причем это сопровождается то выделе­нием (конденсация), то поглощением (испарение) тепловой энергии.

В гигиеническом отношении наиболее важными показате­лями служат относительная влажность и дефицит насыщения, дающие представление о степени насыщения воздуха и о воз­можности теплоотдачи путем испарения.

При любых температурных условиях значительное повы­шение относительной влажности представляется неблаго­приятным явлением. Насыщение воздуха во­дяными парами в холодную погоду может способствовать переохлаждению тела. При высоких температурах воздуха большая относительная влажность и малый дефицит насыщения будут ускорять пере­гревание организма, так как затрудняют отдачу тепла посред­ством испарения. Начиная с 35—40°С теплоотдача будет в основном происходить посредством испарения влаги с поверхности кожных покровов.

При обычных метео­рологических условиях наиболее благоприятна относительная влажность, равная 50 — 60%, а при повышенной температуре: 30—40%. В то же время и чрезмерная сухость воздуха в сочетании с интенсивным тепловым воздействием и сильным ветром может быть вредной, обусловливая му­чительную жажду, пересыхание и растрескивание слизистых оболочек. У маленьких же детей это иногда приводит к более опасным последствиям, связанным с обезвоживанием ор­ганизма.