ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЗДУХА И ИХ ГИГИЕНИЧЕСКОЕ

Наша страна отличается большим многообразием климатических условий. По данным средних температур января и июля территория России разделяется на три климатических района: холодный — с температурой января от —28 до —14°С и июля от 4 до 22°С; умеренный — с температурой января от —14 до —4°С и июля от 10 до 22°С; теплый — с температурой января от —4 до 0°С и июля от 22 до 28°С.

Кроме того, существуют местные разновидности климата: морской, континентальный, степной, горный и др. Все климатические зоны можно разделить на зоны щадящего и раздражающего климата. Щадящий климат характеризуется незначительной амплитудой колебаний барометрического давления, влажности, температуры и движения воздуха. Холодный континентальный климат относится к раздражающему, так как вызывает перенапряжение терморегуляторных механизмов, что важно учитывать лицам с ослабленным здоровьем и больным. Изучением закономерностей влияния климатических факторов на организм человека занимается биоклиматология.

Благоприятное воздействие климата на здоровье и самочувствие человека (климатолечение) успешно используется в курортологии. Отрицательное влияние климатических условий на здоровье населения прежде всего отражается на сезонном характере ряда заболеваний. Установлено, что в холодный период года наиболее часто регистрируются такие заболевания, как катары верхних дыхательных путей, ангины, пневмонии, миозиты, невриты и т.д. В ряде стран обнаружена четко выраженная сезонность в количестве смертей, так в США минимум для НьюЙорка, Лос-Анджелеса и Чикаго приходится на летние месяцы, а максимум— на зимние.

Отмечено, что здоровый организм легче приспосабливается к меняющимся климатическим условиям. В процессе адаптации к условиям жаркого климата отмечается уменьшение частоты пульса, дыхания, снижение артериального давления, температуры тела и обмена веществ.

При акклиматизации к низким температурам наблюдается повышение обмена веществ, увеличение теплопродукции, объема циркулирующей крови, снижение в крови уровня витаминов C, B, и нарушение синтеза витамина D. Адаптация к жаркому климату обычно проходит сложнее, чем к холодному.

ТЕМА: ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИКРОКЛИМАТА

УЧЕБНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ Микроклимат помещений характеризуется совокупностью таких

факторов, как атмосферное давление, температура, влажность, скорость движения воздуха и тепловое излучение.

Влияние микроклимата на организм человека определяется характером отдачи тепла в окружающую среду. Отдача тепла человеком в комфортных условиях происходит за счет теплоизлучения (до 45%), теплопроведения — конвекции, кондукции (30%), испарения пота с поверхности кожи (25%).

11

Наиболее часто неблагоприятное влияние микроклимата обусловлено повышением или понижением температуры, влажности или скорости движения воздуха.

Высокая температура воздуха в сочетании с повышенной влажностью и малой скоростью воздуха резко затрудняет отдачу тепла путем конвекции и испарения, в результате чего возможно перегревание организма. При низкой температуре, высокой влажности и скорости воздуха наблюдается противоположная картина—переохлаждение. При высокой или низкой температуре окружающих предметов, стен снижается или увеличивается отдача тепла путем излучения. Возрастание влажности, т. е. насыщенности воздуха помещения водяными парами, приводит к снижению отдачи тепла испарением.

Неблагоприятный микроклимат производственного помещения может отрицательно влиять на самочувствие и работоспособность человека, а в определенных случаях может привести к расстройству здоровья. Особенно чувствительны к изменению микроклиматических условий лица с сердечнососудистыми, нервно-психическими и другими заболеваниями.

По состоянию микроклимата можно судить об эффективности воздухообмена в помещении, в частности о работе приточно-вытяжной вентиляции.

Микроклиматические условия в лечебно-профилактических учреждениях имеют важное значение в общем комплексе лечебных мероприятий. Для правильной оценки микроклиматических условий в лечебно-профилактических учреждениях врачу необходимо освоить устройство приборов, методические подходы исследования физических свойств воздушной среды и умение давать им гигиеническую оценку.

ТЕМА : МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Физиолого-гигиеническое значение температуры воздуха.

2.Радиационная температура и ее гигиеническое значение.

3.Особенности неблагоприятного воздействия высоких, низких температур и их профилактика.

4.Теплообмен человека с окружающей средой.

5.Требования к температурному режиму (допустимые его колебания в течение суток при центральном и местном отоплении, колебания по вертикали и горизонтали) в жилых, общественных зданиях и больничных помещениях. Нормы оптимальных температур в больничных помещениях различного назначения.

6.Приборы, используемые для определения температуры воздуха, радиационной температуры, принципы их устройства и правила работы. Методы измерения температуры воздуха.

7.Отличительные особенности устройства и принцип работы максимального и минимального термометров.

12

8.Устройство термографа и правила регистрирования температуры данным прибором.

Наиболее благоприятной температурой воздуха в жилых помещениях для человека, находящегося в покое и одетого в обычный домашний костюм, является 18-200 C, а радиационной - 200 С при нормальной влажности (4060%) и подвижности - (0,2 - 0,3 м/сек) воздуха. Температура воздуха выше 24250 C и ниже 14-150 С считается неблагоприятной, способной нарушать тепловое равновесие организма и послужить причиной развития различных заболеваний. Однако при выполнении физической работы или при изменении влажности и подвижности воздуха уровни оптимальных температур будут иными. Так, при физической работе средней тяжести оптимальной температурой воздуха считается 10-150 C, а при тяжелой - понижается до 5- 100 С.

При наличии в помещении источников тепловой радиации, а именно: установок или приборов, с поверхности которых возможно излучение пониженной или высокой температуры, а также при наличии в помещениях большой площади остекления следует учитывать совместное воздействие на организм конвекционного и лучистого тепла. В этих условиях человек не только подвергается влиянию температуры воздуха, но и находится в зоне действия лучистого тепла от имеющихся в обследуемом помещении источников нагретых или охлажденных поверхностей (поверхность окон и др.).

Особое значение имеет определение радиационной температуры при неравномерной тепловой нагрузке на человека в производственных условиях, а также при нерациональном размещении (в непосредственной близости к окнам, дверным проемам и др.) больных в лечебных учреждениях. В этих условиях определяют радиационную температуру, т.е. температуру, показывающую совместное действие всех видов радиационного воздействия,

В лечебных учреждениях нормативы температуры воздуха, приведенные в таблице 3, и рекомендуемых средних величин общей и радиационной температур в таблице 4, обосновываются производственным назначением помещений, контингентом госпитализированных больных и особенностями их заболеваний.

Таблица 3. Расчетная температура воздуха и допустимые ее перепады по горизонтали и вертикали в отапливаемых помещениях

13

Таблица 4. Рекомендуемые величины общей и радиационной температур для различных помещений

Измерение температуры воздуха, поверхностей оборудования, предметов в помещениях различного назначения производится термометрическими приборами. Термометры по своему назначению разделяются на измеряющие, рассчитанные на определение температуры в момент наблюдения, и фиксирующие, позволяющие получить максимальное или минимальное значение температуры за определенный период контроля (сутки, неделя, месяц и т. д.).

Кроме того, термометры подразделяются на бытовые, аспирационные, минимальные, максимальные. По своему назначению термометры подразделяются на пристенные, водяные, почвенные, химические, технические, медицинские и др.

Бытовой термометр - комнатный или уличный спиртовой термометр, достаточно точный для наблюдения за температурой воздуха. Ртутные термометры - применяются для измерения температур от -350 C до +3570 C. В пределах высоких температур показания ртутного термометра более точные вследствие постоянства коэффициента расширения ртути.

К измеряющим термометрам относятся спиртовые, ртутные и

14

электрические, к фиксирующим — максимальный и минимальный термометры (рис. 2).

Рис. 2. Термометры: а — максимальный; б — минимальный.

Максимальный (ртутный) термометр предназначен для регистрации самой высокой температуры. Это обеспечивается за счет специальной конструкции ртутного резервуара, в дно которого впаян стеклянный штифт, последний одним концом входит в капиллярную трубку, сужая ее просвет.

При повышении температуры воздуха ртуть, расширяясь, поднимается вверх через суженный просвет капилляра. При понижении температуры воздуха находящаяся в капилляре ртуть из-за его сужения не в состоянии возвратиться в резервуар. Перед началом измерения, чтобы возвратить ртуть в резервуар, термометр несколько раз встряхивают. Измерение температуры воздуха проводят при горизонтальном положении термометра.

Минимальный термометр (спиртовой) используется для определения самой низкой температуры воздуха. Внутри его капиллярной трубки, в спирту, находится стеклянный штифт с утолщениями в виде булавочных головок на концах. При повышении температуры воздуха спирт, расширяясь, свободно обтекает штифт, не изменяя его положения. В свою очередь при понижении температуры спирт, сжимаясь, силами поверхностного натяжения мениска перемещает штифт в сторону резервуара, устанавливая в положение, соответствующее минимальной температуре в данный момент. Перед измерением температуры штифт необходимо привести в соприкосновение с мениском спирта, подняв резервуар вверх, и затем установить термометр в рабочее, строго горизонтальное положение.

Для непрерывной регистрации колебаний температуры воздуха в течение определенного отрезка времени (сутки, неделя) применяют самопишущие приборы — термографы. Элементом, воспринимающим изменения температуры, у этих приборов служит биметаллическая пластинка. С повышением или понижением температуры воздуха кривизна биметаллической пластинки изменяется. Эти колебания через систему рычагов передаются на перо с чернилами, которое регистрирует на ленте, закрепленной на вращающемся с определенной скоростью барабане, температурную кривую.

Существуют три системы термометров, отличающихся друг от друга градуировкой шкалы:

15

1.Термометры Цельсия - 0 на шкале обозначает точку таяния льда, 100

-точку кипения воды.

2.Термометры Реомюра - 0 точка таяния льда, 80 - точка кипения воды.

3.Термометры Фаренгейта - +32 обозначает точку таяния льда, +212 - точку кипения воды. Для перевода градусов температуры с одной системы термометров на другую пользуются следующей таблицей:

10Цельсия (C) = 4/5 градуса Реомюра = 9/5 градуса Фаренгейта.

10Реомюра (R) = 5/4 градуса Цельсия = 9/4 градуса Фаренгейта.

10Фаренгейта (F) = 5/9 градуса Цельсия = 4/9 град. Реомюра.

При переводе градусов Фаренгейта на градусы С и R следует предварительно вычесть из них 32, а при переводе на Фаренгейта к результатам перечисления следует прибавить 32.

ПРАВИЛА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА.

Измерение температуры воздуха в закрытых помещениях, школах, квартирах, детских, лечебных учреждениях, производственных помещениях и др. проводится с соблюдением следующих правил: при измерении температуры воздуха необходимо защищать термометр от действия лучистой энергии печей, ламп и прочих открытых источников энергии. В жилых помещениях измерение температуры воздуха проводят на высоте дыхания (1,5 м от пола) в центре комнаты. Для более точных измерений одновременно термометры устанавливаются в центре комнаты, наружном и внутреннем углах на расстоянии 0,2 м от стен.

В лечебных учреждениях измерение температуры воздуха дополнительно проводится и на высоте 70 см от пола. Перепады температуры определяются и оцениваются по вертикали и горизонтали. Для определения перепада температуры по вертикали, термометры устанавливаются в центре и по углам помещения на высоте 0,2; 0,7 и 1,5 м от пола. Для определения перепада температуры по горизонтали вычисляется разница между максимальной и минимальной температурой отдельно по каждому уровню (0,2; 0,7 и 1,5 м) во всех измеренных участках помещения. Суточный перепад температуры в палатах измеряется с помощью максимального и минимального термометров, которые устанавливаются в центре помещения на уровне 0,7 и 1,5 м от пола.

ПРОТОКОЛ исследования и оценки температурного режима

в _________________________________________________________________

(наименование объекта)

Дата и время исследования ___________________________________________

16

0,1-0,15м

0,7м

1,5м

Колебания температуры по вертикали Средняя температура

Заключение:

Подпись исследователя

ТЕМА . МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Физиолого-гигиеническое значение атмосферного давления и единицы его измерения.

2.Влияние на организм пониженного атмосферного давления и меры профилактики.

3.Влияние на организм повышенного атмосферного давления и меры профилактики.

4.Приборы для измерения атмосферного давления, их устройство и правила работы.

Давление атмосферы, способное уравновесить столб ртути высотой 760

ммпри температуре 00 C на уровне моря и широте 450 , принято считать нормальным, равным 1 атмосфере, а в пересчете в гектопаскали оно будет составлять 1013 гПа.

Для пересчета величины давления, выраженной в мм рт. ст., в гПа, надо данную величину умножить на 4/3, и наоборот, для перевода гПа в мм рт. ст. надо умножить первую величину на 3/4.

Атмосферное давление измеряют с помощью ртутного барометра или барометра-анероида (рис. 3). При необходимости непрерывной регистрации колебаний атмосферного давления используют барограф (рис. 2). Основной частью этого прибора является анероидная коробка, реагирующая на изменения давления воздуха. При повышении давления стенки коробки прогибаются внутрь, а при снижении — выпрямляются. Эти движения передаются с помощью соединительной системы стрелке. Атмосферное давление в среднем колеблется в пределах 1013 ±26,5 гПа (760 ±20 мм рт. ст.).

17

A B

Рис. 3. A - барометр-анероид; B – барограф

ОФОРМЛЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ Давление атмосферы по барометру-анероиду № ________

ТЕМА . МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Физиолого-гигиеническое значение влажности воздуха.

2.Какие понятия применяются для характеристики влажности воздуха и в каких единицах они выражаются.

3.Гигиенические нормативы влажности в помещениях и мероприятия, направленные на улучшение температурно-влажностного режима помещений.

4.Приборы, используемые для определения влажности воздуха, их устройство, принцип действия и правила работы.

При гигиенической оценке влажности воздуха используются следующие ее характеристики: абсолютная, максимальная, относительная влажность; физический дефицит влажности и др.

Влажность воздуха зависит от содержания в нем водяных паров. В практике чаще всего для характеристики влажности воздуха пользуются

18

значениями относительной влажности и дефицита насыщения воздуха водяными парами.

Абсолютная влажность — упругость (парциальное давление) водяных паров, находящихся в данное время в воздухе, выраженное в миллиметрах ртутного столба.

Максимальная влажность – упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре.

Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженной в процентах (т.е. насыщение воздуха водяными парами в % от максимально возможного)

Дефицит насыщения (физический дефицит) – разность между максимальной и абсолютной влажностью.

Приборы, используемые для определения влажности, называются психрометрами. Бывают станционные психрометры (Августа) и

аспирационные (Ассмана).

Психрометр Августа состоит из двух спиртовых термометров, укрепленных рядом в открытом футляре. Резервуар одного из термометров обернут тонкой тканью, конец которой опущен в трубку - сосуд с дистиллированной водой. С поверхности влажного термометра испаряется вода - тем сильнее, чем суше воздух, поэтому он показывает более низкую температуру, чем сухой термометр, и разница в показаниях термометров будет тем больше, чем суше воздух.

Психрометр устанавливают на высоте 1,5 м, ограждая от источников лучистой энергии и случайных движений воздуха. Продолжительность наблюдений 10-15 минут.

Абсолютная влажность вычисляется по формуле:

где:

А - искомая абсолютная влажность,

f - максимальная влажность (по таблице 5) при t2,

а - психрометрический коэффициент (для атмосферного воздуха - 0,00074; для комнатного - 0,0011).

P - искомая влажность (относительная), %

19

А - абсолютная влажность, М - максимальная влажность по таблице при температуре сухого термо-

метра.

Таблица 3. Максимальная влажность воздуха при различной температуре

Аспирационный психрометр (Ассмана) (рис. 4) также состоит из двух, но ртутных термометров, закрепленных в специальной оправе, имеющей заводной механизм с вентилятором, с помощью которого обеспечивается равномерное движение воздуха около резервуаров обоих термометров. Резервуары с ртутью окружены двойными металлическими гильзами, предохраняющими термометры от нагревания лучистым теплом и движения наружного воздуха. Эти условия дают возможность для более точного определения влажности воздуха, и поэтому величина "а" в формуле является постоянной.

Перед наблюдением ткань на одном из резервуаров термометра смачивается водой из пипетки. Затем необходимо завести ключом пружину вентилятора, прибор установить в месте наблюдения (на штатив или крюк), через 3-4 мин. температура обоих термометров устанавливается и можно снять показания при работающем вентиляторе.

20