Терморегуляция организма человек

Тепловой баланс человека

Уравнение теплового баланса организма человека имеет следующий вид:

± Q = M ± C ± K ± R – E,

где Q - тепловая нагрузка на организм (+ при нагревающем, а – при охлаждающем МК);

М - метаболическое тепло, составляющее 67-75 % от уровня энергозатрат;

С - конвекционный теплообмен организма и окружающего воздуха;

К - кондукционный теплообмен организма и окружающих предметов;

R - лучистый (радиационный) теплообмен организма с окружающей средой;

Е - отдача тепла организма при потоотделении.

Одним из важнейших условий для нормальной жизнедеятельности человека является сохранение постоянства температуры тела. Воздушная среда оказывает комплексное влияние на организм человека, которое связано с физическими свойствами воздуха, поскольку они определяют теплообмен организма с окружающей средой. При обычных условиях человек в среднем теряет около­ 2 400-2 700 ккал в сутки. Около 90 % этого тепла отдается во внешнюю среду через кожные покровы, остальные 10 % расходуются на нагревание пищи, питья и вдыхаемого воздуха, а также на испарение влаги с поверхности слизистых оболочек дыхательных путей и т. д.

Тепло выделяется в виде теплового излучения (инфракрасная радиация), проведения (путем непосредственного контакта с окружающими предметами - кондукцией и прилегающим к поверхности тела слоем воздуха - конвекцией) и испарения (в виде пота). В обычных комфортных условиях (при комнатной температуре в легкой одежде) соотношение степени теплоотдачи этими способами следующее: тепловое излучение -45 %, проведение - 30 % (конвекция - 27 % и кондукция - 3 %), испарение - 25 %. Используя механизмы теплоотдачи, организм человека может обезопасить себя от воздействия высоких и низких температур и предотвратить перегревание или переохлаждение­.

Контроль за состоянием воздушной среды

Качество атмосферного воздуха – это совокупность его свойств, определяющих степень воздействия химических, физических и биологических факторов на окружающую среду.

Закон Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха» от 16 декабря 2008 г. № 2-3 является основным действующим нормативным документом, обязательным для исполнения на территории страны.

Нормативы качества атмосферного воздуха представляют собой величины допустимых концентраций химических веществ, их смеси, микроорганизмов в атмосферном воздухе, при соблюдении которых не оказывается ни прямое, ни косвенное вредное воздействие, включая отдаленные последствия, на окружа- ющую среду, здоровье человека.

Для характеристики качества атмосферного воздуха используются следующие показатели:

- нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безо- пасных уровней воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест отдыха;

- нормативы экологически безопасных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе особо охраняемых природных территорий, отдельных природных комплексов и объектов особо охраняемых природных территорий.

Предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ПДК) являются такие концентрации, которые при ежедневной работе в течение всего рабочего времени и стажа не могут вызвать у работающих заболе- ваний, обнаруживаемых современными средствами исследования непосредст- венно в процессе работы или в отдаленные сроки

В настоящее время используется несколько видов показателей ПДК: максимальная из разовых (ПДКмр), среднесуточная (ПДКсс) и предельно допус- тимая концентрация для воздуха рабочей зоны (ПДКр.з).

Гигиеническая оценка степени загрязнения воздушной среды производится сопо- ставлением фактической концентрации вредного вещества в рабочей воздушной зоне (или в зоне дыхания) с ПДК, установленной нормативной документацией.

Автоматизированные системы контроля воздуха

Система «Горизонт»

Особенности применения автоматизированных систем

Автоматизированная система контроля промышленных выбросов "Горизонт" обеспе- чивает непрерывное измерение загрязняющих веществ (CO, СO2, NO, NO2, SO2 и др.) в соответствии с требованиями законодательства в области охраны атмосферного воздуха.

Система включает следующие компоненты:

- рабочее место для Эколога;

- пробоотборные устройства;

- система пробоподготовки;

- линии транспортировки пробы;

- газоанализаторы;

- измеритель запыленности;

- измеритель расхода газа;

- промышленный ПК с Управляющим Программным Ядром;

Обогреваемый пробоотборный зонд устанавливается непосредственно на источнике выбросов (трубе или газоходе). С его помощью дымовые газы извлекаются из процесса и проходят первоначальную фильтрацию. Далее по обогреваемой линии проба дымового газа передается в газоаналитическую стойку и проходит дальнейшую подготовку для подачи на газоанализатор.

Дополнительно при необходимости на трубу или газоход устанавливаются измерители расхода и запыленности дымовых газов, измерители абсолютного давления и температуры дымовых газов.

Все полученные от измерителей и анализаторов данные обрабатываются в Управляющем Программном Ядре системы, установленном на промышленном компьютере. Управляющее Программное Ядро не только принимает сигналы, но и полностью контролирует и управляет всеми элементами системы, выполняя непрерывную автоматическую диагностику, проверку достоверности входных и получаемых расчетных данных, осуществляет при необходимости процедуру контроля нескольких источников выбросов, выполняет калибровочные процедуры в автоматическом режиме.

Для бесперебойной и стабильной работы системы, газоанализаторы и промышленный компьютер питаются от источника бесперебойного питания.

После обработки, выполнения проверок и вычислений полученные результаты и данные телеметрии, передаются на рабочее место для Эколога.

Одна из самых сложных задач работы автоматизированных систем - одновременный контроль нескольких источников выбросов в атмосферу при помощи одной системы.

Классификация химических веществ в воздухе рабочих помещений

Оценка степени опасности поступления вредных веществ в воздух

В результате производственной деятельности в воздушную среду могут поступать различные вредные вещества в виде паров, газов, пыли.

Вредное вещество – это вещество, которое при контакте с орга- низмом человека может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы. так и в последующие сроки жизни настоящего и будущего поколений. Для оценки действия вредных веществ применяются токсичность и опасность.

Токсичность является мерой несовместимости вещества с жизнью. Например, это может быть средняя смертельная доза или концентрация химического вещества. Однако в условиях произ- водства вероятность развития интоксикации обусловлена не только токсичностью, но и общим количеством поступившего в организм вредного вещества (дозой), опасным для жизни. Поэтому для правильной классификации химических веществ, применя-емых в производственных условиях, введено такое понятие как «опасность».

Опасность - вероятность возникновения вредных для здоровья последствий, являющихся результатом контакта человека с химическими веществами в реальных производственных условиях. Опасность характеризуется показателями, которые разделены на две группы.

Классификация воздействия вредных химических

веществ на человека

Вредные химические вещества подразделяются на группы:

нервные - углеводороды, спирты жирного ряда, анилин, сероводород, аммиак, бензин. Они вызывают расстройства нервной системы, мышечные судороги, паралич;

кровяные - окись углерода, нитро- и аминосоединения ароматического ряда, бензол, толуол, свинец, ароматические смолы. Эти яды, соединяясь с гемоглобином крови, вытесняют из нее кислород, что приводит к удушью;

раздражающие - хлор, акролеин, аммиак, сернистый газ, пары кислот, окислы азота. Данные вещества поражают верхние дыхательные пути;

прижигающие и раздражающие кожу и слизистую оболочку — неорганические кислоты — серная, соляная, азотная; некоторые органические кислоты — уксусная, муравьиная; едкий­ натрий. Эти вещества поражают кожные покровы с образованием нарывов и язв;

ферментные - синильная кислота и ее соли, мышьяк и его соединения, ртуть, фосфорорганические соединения. Они нарушают структуру ферментов, инактивируют их;

печеночные - хлорированные углеводороды, бромбензол, фосфор, селен. Вызывают структурные изменения тканей печени;

аллергены - это химические вещества, повышающие чувствительность организма (или отдельных органов) человека к воздействию различных раздражителей (главным образом химических). Они вызывают изменения реактивной способности организма. К аллергенам относятся анилин, формальдегид, ароматические амины, нитрозосоединения;

канцерогенные - химические вещества, которые при попадании внутрь или проникновении через кожу могут вызывать у человека развитие злокачественных опухолей (онкологических­ заболеваний). Такими свойствами обладают бензидин, нафтиламины, эпоксидные соединения, асбест;

мутагенные - химические вещества, которые взаимодействуя с клеточными ДНК, приводят к болезнетворным изменениям органов и тканей человека. Представителями этого класса веществ являются этиленимин, оксиды этилена, бензол, соединения свинца и ртути, сероуглерод;

тератогенные соединения - вещества, влияющие на репродуктивную функцию организма. Они способны вызывать пороки развития плода. Тератогенным действием обладают бензол и его гомологи, фталевый ангидрид, хлорированные

Классификация показателей потенциала опасностей

К первой группе относятся показатели потенциальной опасности, определяющие возможность попадания в организм вредного вещества:

- средняя смертельная доза при введении в желудок — доза вещества, вызывающая гибель 50% людей и животных при однократном введении в

желудок (мг/кг);

- средняя смертельная доза при нанесении на кожу — доза вещества, вызывающая гибель 50% людей и животных при однократном нанесении на кожу (мг/кг);

- средняя смертельная концентрация в воздухе - концентрация вещества, вызывающая гибель 50% людей и животных при 2-4 -часовом ингаляционном воздействии (мг/м.куб);

- коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) - отношение максимально допустимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 °С к средней смертельной концентрации вещества при двухчасовом воздействии на человека или животного.

Ко второй группе относятся показатели реальной опасности:

♦ зона острого действия - отношение смертельной концентрации вредного вещества к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящее за пределы приспособительных физиологических реакций;

♦ зона хронического действия — отношение минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных реакций, к минимальной концентрации, вызывающей вредное действие на организм в хроническом эксперименте, — по 4 ч пять раз в неделю на протяжении не менее 4 месяцев.

Определение показателей ПДК и классификация

вредных веществ в воздухе по степени опасности

Разовая концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая по пробе, отобранной за 20 - 30-минутный интервал времени.

Среднесуточная концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, опреде- ляемая по среднесуточной пробе, которая представляет собой пробу воздуха, отбираемую в течение 24 часов непрерывно или с равными интервалами между отборами, но не менее четырех раз в сутки.

В отдельных случаях используют среднемесячные и среднегодовые концентрации примесей в атмосферном воздухе.

Среднемесячная концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, опреде- ляемая как среднее значение из среднесуточных концентраций или из разовых концентраций, измеряемых по полной программе контроля (не реже четырех раз в сутки) не менее 20 суток в месяц.

Среднегодовая концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, опреде- ляемая как среднее значение из среднесуточных концентраций или из разовых концентраций, измеряемых по полной программе контроля не менее 200 суток в год.

Величина ПДК зависит от степени токсичности вещества, характеризующейся классом опасности. В зависимости от степени воздействия на организм человека все нормируемые вещества подразделяются на 4 класса опасности:

1 класс – чрезвычайно опасные вещества, значения ПДК которых в воздухе рабочей зоны не превышают 0,1 мг/м.куб;

2 класс – высокоопасные со значением ПДКр.з от 0,1 до 1 мг/м.куб;

3 класс – умеренно опасные со значением ПДКр.з от 1,1 до 10 мг/м.куб;

4 класс – малоопасные со значением ПДКр.з > 10 мг/м.куб.

Биологическое загрязнение атмосферного воздуха микроорганизмами и проду- центами производств ферментов, аминокислот, кормовых, пивных и пекарских дрожжей нормируется количеством клеток на кубический метр воздуха.