ГИГИЕНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ План лекции 1 Гигиеническое

ГИГИЕНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

План лекции 1. Гигиеническое значение воздушной среды. 2. Физические свойства воздуха, влияние на здоровье. 3. Химические составляющие воздуха, влияние на здоровье. 4. Загрязнение атмосферного воздуха. Региональные особенности. 5. Мероприятия по охране атмосферного воздуха.

Атмосфера - это газообразная оболочка, окружающая земной шар, необходимое условие поддержание жизни на земле (Только колебания температуры находились бы в пределах 350 градусов).

Гигиеническое значение воздуха 3 2 1 Поставляет биологически активные газы (О 2, СО 2) Принимает от организма конечные, порой токсичные продукты обмена веществ (~до 400 антропогенных ядов) Нарушение количества составных элементов воздуха может вызвать патологические изменения в организме

С гигиенической точки зрения воздушная среда неоднородна. Различают: атмосферный воздух, воздух закрытых помещений: жилых и общественных, больничных, промышленных. Объясняется это разнообразием физических, химических и биологических свойств, формирующих и загрязняющих воздушную среду конкретных категорий помещений

Физические свойства воздуха определяют понятия Погода – это физические свойства воздуха в данный момент Климат – среднее состояние физических свойств воздуха за длительный промежуток времени

Микроклимат – это климат ограниченного пространства – города, квартала, улицы, жилища, пододежного пространства человека

Микроклимат человек может изменять в нужном направлении: • Путем рациональной планировки • или озеленением – • для населенного пункта. Рациональным отоплением и вентиляцией – для жилищ. Одеждой - для пододежного пространства.

Регуляция микроклимата закрытых помещений Отопление Централизованное Местное Вентиляция Естественная Искусственная

Физические свойства атмосферного воздуха 1— температура, 2— влажность, 3— подвижность воздуха, 4— барометрическое давление, 5— электрическое состояние.

• Определяющим в характеристике физических свойств воздуха является солнечная радиация. • В 1 мин/см 2 солнце посылает 1, 97 кал тепла – это солнечная постоянная. • Часть энергии задерживается атмосферой (> задерживается, если высокая влажность и запыленность). Только ~70% этой энергии достигает поверхности Земли. Часть энергии снова отражается в мировое пространство. Величина отраженной энергии носит название альбеда. Свежий снег отражает на 85% - чувство ослепления, 15% энергии поглощает.

• Лучи со спектром 10 нм 340 мкм достигают Земли, более короткие – нет. • Это благоприятно, т. к. они обладают сильным разрушительным действием. • Они поглощаются слоем озона на высоте 23 -25 км. Этот слой 0, 5 см в виде покрывала окружает земной шар. • При водородном испытании слой озона нарушается – на Земле выжженное

~70% этой энергии достигает поверхности Земли. Часть энергии снова отражается в мировое пространство.

Весь спектральный состав делят Видимые лучи на 3 части: вызывают зрительные ощущения у человека: восприятие света и цвета, максимальная чувствительность нашего глаза в области желтозеленого спектра.

Ультрафиолетовые лучи обладают выраженным бактерицидным действием, что нашло широкое применение в медицине, при консервировании продуктов питания и т. д. , способствуют синтезу витамина D в коже.

Инфракрасные лучи С ними связан тепловой эффект. «+» действие - применение в физиотерапии, «-» – солнечный удар – при местном облучении головы, тепловой удар – перегрев всего организма.

. Ионизация воздуха • Ионизация наступает вследствие действия естественных радиоактивных веществ, космической радиации, под действием УФ лучей. • Ионы воздуха – это атомы или молекулы газов, а также взвешенных веществ, т. е. пыли или воды, заряженные «+» тяжелые ионы. или «-» легкие ионы. В 1 см 2 воздуха от 400 -700 ионов. В парках, лесах – до 3 -4 тыс.

Существует коэффициент униполярности, показывающий, во сколько раз «+» ионов больше, чем отрицательных. Если коэффициент >50 – воздух пыльный, грязный. Положительным биологическим действием обладают «–» легкие ионы. Минимальное количество легких ионов в 1 см 3 – 25, иначе смерть В городах ~200 -300 легкие ионы используют для лечения заболеваний органов дыхания в парках ~800, в лесу до 2 тыс.

Атмосферное давление. Атмосфера давит на Землю на уровне моря массой 1, 033 кг/см 2. • В целом на поверхность тела это составляет 15 -18 тонн. • Человек не испытывает этого давления, поскольку атмосферное давление уравновешивается внутренним давлением газов, находящихся в полых органах и тканях.

Суточные и годовые колебания атмосферного давления незначительны: 20 -30 мм рт ст и здоровые лица практически не испытывают эти колебания, исключение, профвредности. Единицы измерения: 1 атмосфера=760 мм рт ст или 1013 ГПА 1 мм рт ст=0, 75 миллибара = 133, 33 ПА

• Пониженное атмосферное давление – при подъемах в горы или полетах на самолетах. • Профилактика: высота 10 км – кислородные приборы

Высота подъема (км) Атм давл Парциальн (мм рт ст давление (мм рт ст) 3 526 110 5 405 85 8 267 56 Ответ организма Примечания Организм справляется за счет своих резервов Гипоксия Зона дополнительной компенсации Зона непол- ной, частич- ной компенсации 40 - 56 газо- обмена Порог смерти

Температура воздуха • Человек подвергается действию колебаний температуры воздуха в различных климатических районах, при изменении погодных условий, при нарушении температурного режима в жилых и общественных зданиях. • Очень высокие или очень низкие температуры воздуха в производственных условиях могут быть отнесены к профвредностям. • Существуют пороги высоких (+40 град. ) и низких температур.

Движение воздуха Обусловлено разностью атмосферного давления в различных участках Земли, а это зависит от разности температур. Характеризуется направлением и скоростью. Обозначается в румбах. Для населенных пунктов важно знать «розу ветров» - графическое изображение повторяемости ветров в населённом пункте в промежутке времени (лучше 10

РОЗА ВЕТРОВ Жилая зона Промышленная зона

Влажность воздуха – или содержание водяных паров в воздухе Источники: испарения с водоёмов, почвы, растений; в жилище – человек В сутки ~ 1 литр влаги ( 300 мл с выдыхаемым воздухом и 660 мл с испарением ) + Результат хозяйственной деятельности

Различают • • • абсолютную, максимальную, относительную влажность, дефицит насыщения воздуха, точку росы

• Абсолютная влажность - упругость или количество водяных паров находящихся в воздухе в данный момент, измеряется психрометрами в мм. рт. ст. или г/м 3 весовым способом

• Максимальная влажность – предельное количество водяных паров, которое могло бы находиться в воздухе, если бы он был насыщен до 100% • Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в %, показывает степень насыщения воздуха влагой. N = 30 -60%.

• Чрезмерно влажный воздух вреден во всех отношениях (Япония летом), высокая влажность и высокая температура воздуха затрудняет теплоотдачу и может привести к перегреванию организма. Высокая влажность и низкая температура – холодный воздух хороший проводник тепла и может наступить переохлаждение организма. Чрезмерно сухой воздух вреден – высыхание слизистых, кровотечение из слизистых + инфекция.

Чтобы поддерживать температуру тела 36, 5 градуса организм человека обеспечен средствами терморегуляции

Механизмы терморегуляции физические химические ØФизическая терморегуляция – регуляция теплоотдачи. ØХимическая терморегуляция – это регуляция теплопродукции.

Механизмы отдачи тепла излучение конвенция испарение

Ø излучение – человек посылает тепло в виде лучей на окружающие холодные предметы. На некоторых производствах обратное явление – доменная печьчеловек - перегрев Ø конвенция или проведение – организм нагревает прилежащий к нему воздух, он уходит, на его место приходит прохладный, конвенция зависит от температуры и подвижности воздуха Ø испарение – с поверхности кожи, оболочек происходит потоотделение.

При нормальных условиях теплопродукция = теплоотдаче. В нормальных микроклиматических условиях теплопотеря человека = 1, 2 -1, 4 миликал /см 2/сек кожи, что соответствует показателям кататермометра (для стекла ) 5, 5 - 7 миликал/см 2 /сек

Химический состав атмосферного воздуха

О 2 – жизненно необходимый газ. Выделяется растениями. Содержание в воздухе 20. 7 - 20. 92%.

СО – выделяется в 2 процессе дыхания людей, животных и поглощается растительным миром. В атмосферном воздухе - 0, 03 -0, 04%, СО 2 – косвенный показатель чистоты воздуха закрытых помещений, за исключением производственных ПДК = 0, 1%

Азот – в воздухе 78, 1 -78, 9%. Инертных газов ~ 1%. При нормальном атмосферном давлении – индифферентны

Озона в атмосфере менее 0. 0001% Полностью поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение солнца с длиной волны <280 нм.

Загрязнение атмосферного воздуха Виды загрязнений : химическое, бактериологическое, физическое, механическое, радиационное

Основные поллютанты: оксиды серы, азота, углерода, оксиданты и пыль разного состава;

Источники: 2 1 2. Промышленность 1. Транспорт 3 3. ТЭЦ

Первый источник - АВТОТРАНСПОРТ Характерно, что наиболее вредят окружающей среде дорогие модели автомобилей, поскольку на них установлены мощные, но не экономичные двигатели.

Так, если в 1900 г. имелось всего 11 тыс. автомобилей, то ныне только ежегодный их выпуск составляет около 50 млн. Таблица Увеличение численности машин за XX век Год 1900 1914 1921 1940 1950 1960 Кол-во автомоб, млн. 0, 011 1, 826 10, 927 46, 057 70, 388 126, 00 0 1970 1980 1990 2000 230, 000 362, 000 550, 000 700, 000

И такой процесс невозможно ни затормозить, ни остановить, поскольку он обеспечивает ряд удобств, ускоряет развитие экономики, облегчает перевозки людей и грузов. Таблица Соотношение количества транспорта с численностью населения в разных странах Страна США Франция Англия Германия Япония Россия Китай Индия Страны Африки Число атомобилей на 1000 жителей, шт. 750 500 490 380 90 8 5 1

Специалисты университета Южной Калифорнии обнаружили, что выхлопные газы и другие последствия загрязнения окружающей среды оказывают такое же вредное влияние на организм, как активное курение. В результате исследований стало ясно, что «негативные экологические факторы» так же провоцируют развитие атеросклероза и других патологий сердечно-сосудистой системы. Граждане, ведущие здоровый образ жизни, просто прогуливаясь по улицам города, подвергаются такой же опасности, как и злостные курильщики, живущие, скажем, в экологически чистых районах. Инфаркт обеспечен в обоих случаях.

Наибольшую опасность для здоровья человека представляют вредные микрочастицы диаметром до 2. 5 микрометров (так называемые частицы PM 2. 5), которые образуются при работе автомобилей. Таблица Состав выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания Карбюраторн ые двигатели, % Дизельные двигатели, % Азот 74 -77 76 - 78 Кислород 0, 3 - 5 2 - 8 Двуокись углерода 5 - 12 1 - 10 Окись углерода 1 - 10 0, 01 - 0, 5 Пары воды 3 - 5, 5 0, 5 - 4 Окислы азота 0 - 0, 8 0, 001 - 0, 4 Углеводороды 0, 2 - 3 0, 01 - 0, 1 Альдегиды 0 - 0, 2 0 - 0, 002 Компоненты

Из вредных для здоровья человека тяжелых металлов автотранспорт обычно выделяет в воздух пять: свинец, кадмий, ванадий, бериллий, хром. Эти тяжелые металлы являются сильными токсикантами. Пожилые люди и дети чувствительны даже к низким дозам таких веществ. Таблица Влияние некоторых тяжелых металлов на организм человека Тяжёлые металлы Пути поступления в организм Поражение органов и тканей человека Свинец (Pb) Дыхательная и пищеварительная система Нервная ткань, нарушение памяти, распад личности Кадмий (Cd) Дыхательная и пищеварительная система Болезни органов дыхания, пищеварительной и нервной системы, все формы рака Ванадий (V) Дыхательная система Аллергия, экзема, астма, заболевание крови, нарушение психики Бериллий (Be) Дыхательная и пищеварительная система Аллергия, поражение кожи и слизистой Хром (Cr) Дыхательная и пищеварительная система Болезни кожных покровов, дыхательных путей, органов зрения и нервной системы

С одной стороны автотранспорт облегчает жизнь человека, с другой стороны – он источник многих веществ, загрязняющих окружающую среду. Поэтому в таком большом городе, как Красноярск, остро стоит проблема охраны воздушной среды.

Динамика выбросов в атмосферу загрязняющих веществ по Красноярскому краю(тыс. тонн в год) Годы Суммарные выбросы В т. ч. от стационарных источников От авто транспорта 2002 2783, 9 2617, 1 166, 8 2003 2818, 7 2644, 2 174, 5 2004 2832, 4 2640, 4 192, 0

Численность населения (тыс. чел), подвергающаяся риску заболеваний от воздействия атмосферных полютантов Онкологические Бензапирен, заболевания формальдегид Ухудшение сероуглерод репродуктивной функции 690, 0 Заболевания органов дыхания Фенол , сероводород, хлор , оксид углерода Флюороз костных тканей Фтористый водород Болезни крови и Оксиды азота кроветворных органов , сероводород 690, 0 Системы 690, 0 Фенол 150, 0 193, 0 690, 0

По объему выбросов в атмосферный воздух Красноярский край постоянно занимает первое место в Российской Федерации

В условиях загрязненного атмосферного воздуха в Красноярском крае проживают около 1574, 4 тыс. человек - 52, 2% населения

• Резкие изменения физических и химических свойств воздушной среды, загрязнение токсичными веществами и патогенными микроорганизмами могут способствовать развитию в организменений, приводящих к нарушению здоровья и снижению

Мероприятия по охране атмосферного воздуха • 1. Планировочные – размещение населенного пункта и его зонирование с учетом «Розы ветров» . • 2. Технологические – изменение технологий производства для устранения или уменьшения воздействия неблагоприятных факторов. • 3. Санитарно-технические – устройство газопылезолоуловителей. • 4. Законодательные • 5. Медицинские - мониторинг экологически

РОЗА ВЕТРОВ Жилая зона

Планировочная структура городов Красноярского края характеризуется следующими особенностями 1. Высокой концентрацией промышленных зон и предприят 2. Значительной концентрацией предприятий в сложившихс промзонах и их экологически опасное отраслевое сочетани 3. Непосредственной близостью промышленных зон и селитебных территорий. 4. Наличием предприятий 2 – 4 класса санитарной вредност в жилой застройке. 5. Отсутствием организованных санитарно – защитных зон промышленных узлов и предприятий. 6. Пересеченностью селитебных территорий автодорогами

Планировочные мероприятия • Между жилой и промышленной зоной разрыв – санитарно защитная зона. Ширина этой зоны зависит от вредности предприятия Ø 1. класс - макс. вредность – 1 км. Ø 2. класс – 500 м. Ø 3. класс – 300 м. Ø 4. класс – – 100 м. Ø 5. класс – – 50 м.

Архитектурные приемы. • Там где проходят крупные автомагистрали градостроители проводят многорядную планировку. Ø 1 ряд – коммунальные учреждения ( прачечные , склады. ) Ø 2 ряд – малоэтажная застройка. Ø 3 ряд – многоэтажная застройка. Ø 4 ряд – детские учреждения , больницы.

• Озеленение Садовопарковые зоны Посадка деревьевсанитаров

Таблица Средняя масса пыли, собираемая листовой поверхностью одного взрослого дерева за летний период Вид Масса пыли, кг Вяз шершавый 23 Ива 38 Клён 33 Тополь 34 Ясень 28 Деревья обладают избирательной способностью по отношению к вредным примесям в воздухе и различной устойчивостью к ним. Хорошими поглотителями свинца по обочинам дорог являются береза, липа, акация желтая. Дуб хорошо улавливает пыль; клен, осина и ольха – сернистый газ; вяз обыкновенный – сернистый газ и пыль.

Технологические мероприятия (Примеры: Италия, Япония) Ø 1. Все химическое сырье подлежит гигиенической стандартизации. Ø 2. Очистка сырья от вредных примесей. Ø 3. Замена сухих способов переработки пылящих материалов – мокрыми (горнодобывающая промышленность. ) Ø 4. Замена пламенного нагрева электрическим. Ø 5. Герметизация производства. Ø 6. Замена прерывистых процессов непрерывными, что исключает внезапные выбросы.

Загрязнение воздуха автомобилями можно сократить или вообще избежать его, для этого следует: Отказаться от этилированного бензина, использовать эффективные нейтрализаторы, позволяющие резко снизить токсичность отработанных газов (такого рода добавки в нашей стране практически не применяются не только из-за высокой стоимости, но и потому, что использовать их можно только с неэтилированным бензином, а его у нас производится 13 – 25% от общего количества);

Санитарно-технические мероприятия. • Циклон – железобетонное сооружение. В него поступает воздух и под влиянием лопастей приобретает вращательные движения , на пылинки действуют центробежные силы и они отбрасываются на стенки бункера. Хорошо задерживаются крупные пылевые частицы. Эффект очистки – 60%.

ØМультициклон – состоит из нескольких циклонов с одним бункером. Эффективность – 80%. Задерживает крупнодисперсную пыль. ØФильтры. Фильтрующий материал – обыкновенная ткань. Очень эффективны, но не для горячих выбросов ØЭлектрофильтры. Создают поле высокого напряжения. Пылинки электризуются и прилипают на электроды. Стряхиваются в бункер.

• Скруббер мокрый циклон. Как циклон, но по стенкам сбегает вода и увлекает пыль за собой. • Строительство высоких труб. • Для городов -не менее 320 м.

Законодательные мероприятия Ø Впервые в 1949 году принят закон о том, что все строящиеся предприятия должны иметь очистительные сооружения. Ø В 1960 году принят закон об охране природы. Ø В 1969 году – законодательство о здравоохранении СССР. В нем говорится об охране атмосферного воздуха. Ø В 1972 году постановление ЦК об усилении охраны атмосферного воздуха. Ø С 1979 году все ПДК вредных веществ воздуха были приведены в ГОСТ.

• ИТОГ: • Резкие изменения физических и химических свойств воздушной среды, загрязнение токсичными веществами и патогенными микроорганизмами могут способствовать развитию в организменений, приводящих к нарушению здоровья и снижению работоспособности. • ГИГИЕНА призвана разработать мероприятия по оздоровлению воздушной среды с целью защиты организма от нарушений и изменений, связанных с неблагоприятным состоянием воздушной среды.

Тогда, возможно, в будущем наши дети смогут в центре города свободной вздохнуть полной грудью. Красноярск 2007