БЛОК ИНФОРМАЦИИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ТЕМЕ.

Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов. Сухой атмосферный воздух содержит: кислорода 20,95%, азота 78,09%, диоксида углерода 0,04%. Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары.

Кроме постоянных составных частей атмосферы, в ней содержатся разнообразные загрязнения, вносимые в атмосферу производственной деятельностью человека.

Важной составной частью атмосферного воздуха является кислород, количество которого в земной атмосфере составляет около 1,18*10¹⁵ т. Постоянное содержание кислорода поддерживается за счет непрерывных процессов обмена его в природе. С одной стороны, кислород потребляется при дыхании человека и животных, расходуется на поддержание процессов горения и окисления, с другой - поступает в атмосферу за счет процессов фотосинтеза растений. Наземные растения и фитопланктон океанов полностью восстанавливают естественную убыль кислорода. В результате интенсивного перемешивания воздушных масс концентрация кислорода в воздухе промышленных городов и сельских мест остается практически постоянной. При падении парциального давления кислорода могут развиваться явления кислородного голодания, что наблюдается при подъеме на высоту. Критическим уровнем является парциальное давление кислорода ниже 110 мм рт.ст., снижение парциального давления кислорода до 50-60 мм рт.ст., обычно несовместимо с жизнью. В то же время повышение парциального давления кислорода до 600 мм рт.ст. (гипероксия), также ведет к развитию патологических процессов в организме - уменьшению жизненной емкости легких, развитию отека легких и пневмонии. Под влиянием коротковолнового УФ-излучения с длиной волны менее 200 нм молекулы кислорода диссоциируют с образованием атомарного кислорода. Вновь образованные атомы кислорода присоединяются к нейтральной молекуле кислорода, образуя озон. Одновременно с образованием озона происходит его распад. Общебиологическое значение озона велико, он поглощает коротковолновое УФ-излучение, оказывающее губительное действие на биологические объекты. Одновременно озон поглощает длинноволновое ИК-излучение, исходящее от Земли, и тем самым, предотвращает чрезмерное охлаждение ее поверхности. Концентрации озона неравномерно распределяются по высоте. Наибольшее его количество отмечается на уровне 20-30 км от поверхности Земли. С приближением к поверхности Земли концентрации озона уменьшаются вследствие снижения интенсивности УФ-излучения и ослабления процессов синтеза озона. Концентрации озона непостоянны и колеблются от 20*10ˉ⁶ до 60*10ˉ⁶ %. Отмечено, что весной концентрация озона выше, чем осенью. Озон обладает окислительной способностью, поэтому в загрязненном воздухе городов его концентрация ниже, чем в воздухе сельской местности. В связи с этим озон считается важным показателем чистоты воздуха.

Азот по количественному содержанию является наиболее существенной составной частью атмосферного воздуха, он принадлежит к инертным газам. В атмосфере азота невозможна жизнь. Азот воздуха усваивается некоторыми видами бактерий почвы (азотфиксирующими бактериями), а также сине-зелеными водорослями; под влиянием электрических разрядов азот превращается в оксиды азота, которые, выпадая с атмосферными осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Под влиянием почвенных бактерий соли азотистой кислоты превращаются в соли азотной кислоты, которые в свою очередь усваиваются растениями и служат для синтеза белка. Наряду с усвоением азота в природе происходит его выделение в атмосферу. Свободный азот образуется при процессах горения древесины, угля, нефти; небольшое количество его образуется при разложении органических соединений. Таким образом, в природе происходит непрерывный круговорот, в результате которого азот атмосферы превращается в органические соединения, восстанавливается и поступает в атмосферу, затем вновь связывается с биологическими объектами.

Азот необходим как разбавитель кислорода, поскольку дыхание чистым кислородом приводит к необратимым изменениям в организме.

Однако повышенное содержание азота во вдыхаемом воздухе способствует наступлению гипоксии вследствие снижения парциального давления кислорода. При увеличении содержания азота в воздухе до 93% наступает смерть. Наркотическое действие азота проявляется при глубоководных погружениях свыше 60 м.

Кроме азота, к инертным газам воздуха относятся аргон, неон, гелий, криптон, ксенон. В химическом отношении эти газы инертны, в жидкостях организма растворяются в зависимости от парциального давления, абсолютные количества этих газов в крови и тканях организма ничтожны.

Важным составным элементом атмосферного воздуха является диоксид углерода (углекислый газ, углекислота, СО₂). В природе диоксид углерода находится в свободном и связанном состояниях в количестве 146 млрд.т, из них в атмосферном воздухе содержится лишь 1,8% от его общего количества. Основная масса его (до 70%) находится в растворенном состоянии в воде морей и океанов. В составе некоторых минеральных соединений, известняков и доломитов входит около 22% общего количества диоксида углерода. Остальное количество приходится на животный и растительный мир, каменный уголь, нефть и гумус.

В природных условиях происходят непрерывные процессы выделения и поглощения углерода. В атмосферу он выделяется за счет дыхания человека и животных, процессов горения, гниения и брожения, при промышленном обжиге известняков и доломитов. Одновременно в природе идут процессы ассимиляции диоксида углерода, который поглощается растениями в процессе фотосинтеза. Процессы образования и ассимиляции взаимосвязаны, благодаря чему содержание диоксида углерода в атмосферном воздухе относительно постоянно и составляет 0,04%. За последнее время отмечается увеличение его концентрации в воздухе промышленных городов за счет интенсивного загрязнения воздуха продуктами сгорания топлива. Поэтому среднегодовое содержание диоксида углерода в городе может повышаться. В литературе обсуждается вопрос о роли диоксида углерода в создании "парникового эффекта", приводящего к повышению температуры приземного слоя воздуха.

Диоксид углерода играет большую роль в жизнедеятельности животных и человека, являясь физиологическим возбудителем дыхательного центра.

При вдыхании больших концентраций диоксида углерода происходит нарушение окислительно-восстановительных процессов в организме. При увеличении содержания его во вдыхаемом воздухе до 4% отмечаются головная боль, шум в ушах, сердцебиение, возбужденное состояние; при 8% наступает смерть.

Гигиеническое значение диоксида углерода заключается в том, что он является важным косвенным показателем, по которому судят о степени чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях. Скопление большого его количества в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие (скученность, плохая вентиляция).

В обычных условиях при естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксида углерода в воздухе жилых помещений не превышает 0,2%. При повышении концентрации его в помещении могут отмечаться ухудшение самочувствия человека, снижение работоспособности. Это объясняется тем, что одновременно с увеличением количества диоксида углерода в воздухе жилых и общественных зданий ухудшаются другие свойства воздуха: повышаются его температура и влажность, появляются газообразные продукты жизнедеятельности человека, так называемые антропотоксины (меркаптан, индол, сероводород, аммиак).

С увеличением содержания СО2 в воздухе и ухудшением метеорологических условий в жилых и общественных зданиях происходит изменение ионизационного режима воздуха (увеличение числа тяжелых и уменьшение количества легких ионов), что объясняется поглощением легких ионов в процессе дыхания и контакта с кожей, а также поступлением тяжелых ионов с выдыхаемым воздухом.

Из всех показателей, связанных с ухудшением разнообразных свойств воздуха, содержание диоксида углерода поддается наиболее простому определению, поэтому при оценке состояния
воздушной среды помещений используется этот показатель. Предельно - допустимой концентрацией диоксида углерода в воздухе лечебных учреждений следует считать 0,07%, в воздухе жилых и общественных зданий - 0,1%. Последняя величина принята в качестве расчетной при определении эффективности вентиляцией в жилых и общественных зданиях.

Гигиеническая оценка воздушной среды закрытых помещений. Химический состав воздушной среды жилых и общественных зданий определяется газовым составом атмосферного воздуха и загрязнениями, характерными для этой категории воздушной среды. К ним относятся: загрязнения антропогенного происхождения, токсичные вещества, выделяемые в воздух из полимерных строительных и отделочных материалов (фенол, формальдегид, стирол,
трибутилфосфат и т.д.), загрязнения, вызванные сжиганием газа, стиркой, мытьем и приготовлением пищи. Поэтому в значительной степени состояние воздушной среды в жилых помещениях определяется степенью благоустройства, уровнем санитарного состояния помещения, эффективностью вентиляции, численностью населения и др.

Поскольку основная роль в загрязнении воздуха жилых и общественных зданий принадлежит антропогенным загрязнителям, еще М.Петтенкофером было предложено в качестве критерия чистоты воздуха этих помещений принять концентрацию диоксида углерода на уровне 0,1%. Однако в настоящее время этот показатель не может считаться универсальным, так как загрязнители, выделяемые полимерными материалами, могут накапливаться в значительных концентрациях при допустимом уровне диоксида углерода. Для оценки состояния воздушной среды жилых и общественных помещений, кроме диоксида углерода, определяют содержание аммиака и аммонийных соединений, величину окисляемости воздуха, учитывают содержание в воздухе веществ, выделяемых полимерными материалами. При санитарной оценке воздушной среды жилых и общественных зданий учитываются объемы вентиляционного воздуха, объем воздуха, приходящегося на 1 человека, источники загрязнений воздуха, их количественные и качественные характеристики. В настоящее время изучена реальная химическая нагрузка, воздействующая на человека в условиях жилищ. Установлено, что более половины загрязнителей воздуха жилых помещений приходится на оксид углерода (77%) и диоксид азота (60%). При расчете общей химической нагрузки приходится учитывать и то, что человек в течение дня находится не только в жилых, но и в производственных помещениях, транспорте, общественных учреждениях. В связи с этим разработаны различные методы расчета этой нагрузки, в том числе методы математического моделирования. Это позволяет разрабатывать конкретные профилактические мероприятия.

Большое гигиеническое значение имеет бактериальная загрязненность воздуха жилых и общественных помещений в особенности, если среди микробов воздуха находятся патогенные микроорганизмы. Патогенные микроорганизмы могут попасть в воздух с выделениями больных и бациллоносителей, главным образом, гриппа, дифтерии, кори, коклюша.

Важнейшим мероприятием по сохранению чистоты воздуха в помещении является вентиляция, т.е. смена загрязненного воздуха закрытых помещений чистым. Вентиляция, кроме того, способствует улучшению микроклимата и имеет противоэпидемическое значение. В ряде наблюдений радикальное улучшение вентиляции в больницах приводило к укорочению срока пребывания в больницах, а в яслях-садах и школах приводило к значительному снижению заболеваемости детей инфекционными заболеваниями, передаваемыми воздушно-капельным путем.

Количество вентиляционного воздуха, которое необходимо вводить в помещения в единицу времени, зависит от кубатуры помещения, числа людей и характера проводимой в нем работы.

В качестве показателя величины необходимого воздухообмена можно принять содержание углекислоты в воздухе и поставить задачу вентиляции - не допускать в помещении превышения содержания углекислоты выше 0,1%, которое принято в качестве допустимой концентрации для обычных жилых помещений, классов.

Вычисление потребного вентиляционного воздуха (воздушный куб) по углекислоте на одного человека в час производится по формуле, предложенной М.Петенкофером:

L = K/ (p - q),

где L - искомый объем воздуха в кубических метрах на одного человека в час;

К - количество литров углекислоты, выдыхаемое взрослым человеком в час (22,6 л);

Р - допустимое содержание углекислоты в воздухе жилых помещений - 0,1% (1‰);

q -содержание углекислоты в наружном воздухе - 0,04% (0,4 ‰).

Взрослый человек в обычных условиях при легкой физической работе выделяет 22,6 л СО₂ в час. Вводимый в помещение с помощью вентиляции атмосферный воздух содержит 0,04% СО₂ или 0,4 мл на 1000 мл воздуха. Каждый литр его может принять не превышая допустимой концентрации (0,1% или 1‰ - 0,4‰ = 0,6 мл СО2), т.е., каждый литр свежего воздуха может отнять от 22,6 л СО2, выделяемой человеком в час 0,6 мл СО2. Остается определить, сколько же нужно ввести литров свежего воздуха в час, чтобы разбавить 22,6 л СО2 до концентрации 1% или 0,1‰. Очевидно, необходимо ввести столько литров, сколько раз величина 0,6 мл содержится в 22,6 мл.

Подставляя соответствующие величины в приведенную выше формулу, получаем:

L - 22,6 / (1,0 - 0,4) = 37,666 л или 37,7 м³.

Это количество воздуха требуется вводить в герметическое помещение на каждого человека в час.

Отношение количества воздуха в кубических метрах, поступающего в помещение за 1 час, к кубатуре помещения называется кратностью воздухообмена. Обычно в помещениях происходит 1,5 кратный воздухообмен, отсюда норма воздушного куба для жилых помещений установлена: 37,7: 1,5 м³ = 25 м³/час, что достаточно для поддержания должного санитарного состояния воздуха в помещении.

Скорость воздухообмена выражается кратным числом по отношению к объему помещений. Например, если говорят, что кратность воздухообмена в помещении равна 2, это значит, что за час воздух в нем обменивается 2 раза.

Для жилых помещений норма воздушного куба установлена 25 м³, то при 1,5 кратном обмене комнатного воздуха с наружным достигается введением 37 м³ свежего воздуха в час, что достаточно для поддержания должного санитарного состояния воздуха в помещении.

Высота помещения также обуславливается воздушным кубом и применяемой системой вентиляции. При принятой в настоящее время высоте помещения 2,8 м, минимальная потребность площади на одного человека будет 9 м³ (25 м³: 2,8 м = 9 м²)

Величина воздушного куба - 25 м³ принята как минимальная для жилых, учебных, служебных помещений. Для помещений, в которых производится тяжелая физическая работа (спортивные залы, мастерские и т.д.) она недостаточна, т.к., в них в результате интенсивного дыхания, потоотделения и прочего состояние воздуха меняется быстрее. Необходимое в этих случаях количество вентиляционного воздуха для одного человека в час рассчитывается по той же формуле, но с учетом, что взрослые при тяжелой физической работе выделяют 40 л СО2 в час.

В больничных палатах для взрослых количество свежего воздуха, вводимого посредством искусственной вентиляции нормировано в объеме 80 м³ в час на 1 койку, в спортивных залах требуется 90 м³, в производственных помещениях - 70 м³. В детских учреждениях на одного ребенка в час требуется в возрасте 10 лет -12-20 м³, свыше 10 лет - 20-30 м³.

Под естественной вентиляцией подразумевается обмен комнатного воздуха с наружным через различные щели и неплотности, имеющиеся в оконных проемах и через поры строительных материалов. Отделка стен, обоями особенно моющимися, окраска стен масляной краской, цементная штукатурка затрудняют воздухообмен. Обмен воздуха в помещении происходит вследствие разницы температуры, влажности, скорости движения наружного и комнатного воздуха.

В целях усиления естественной вентиляции прибегают к проветриванию помещения через окна, фрамуги, форточки. Лучшим приспособлением для проветривания являются фрамуги, устраиваемые в верхней части окон. Они уменьшают напор ветра и токи холодного воздуха, проходящие через них, попадают в зону пребывания людей уже в смеси с теплым воздухом комнаты. Минимальным отношением площади форточек и площади пола, необходимым для обеспечения достаточного проветривания, является 1:50 (коэффициент аэрации), т.е., при площади комнаты 50 м², площадь форточек должна быть не менее 1 м².

К средствам усиления естественной вентиляции относят так же вытяжные вентиляционные каналы, расположенные в стенах зданий. Они заканчиваются на крыше специальными насадками - дефлекторами, которые усиливают отсасывание воздуха за счет энергии ветра. В жилых квартирах с количеством комнат менее четырех вытяжные вентиляционные каналы рационально устраивать лишь в кухне, ванной, туалетной, в квартирах из четырех и более комнат без сквозного проветривания еще и в каждой комнате.

В зданиях с большим скоплением людей, а также в помещениях с повышенным загрязнением воздуха одной вентиляции бывает недостаточно. Поэтому в ряде помещений устраивают искусственную вентиляцию, не зависящую от температурных колебаний наружного воздуха и движения ветра, кроме того, может обеспечить любую необходимую кратность воздухообмена.

Искусственная вентиляция может быть местной - для одного помещения и центральной - для всего здания.

Местную искусственную вентиляцию устраивают в виде электровентиляторов в окнах и проемах стен. Кратность воздухообмена в помещении за время работы вентиляторов устанавливается на основании количества воздуха, который они нагнетают в помещение или удаляют за данный срок времени, и деления этой величины на кубатуру помещения.

Центральная искусственная вентиляция более совершенна, чем местная, т.к. она работает равномерно. Центральная вентиляция может быть приточной, вытяжной и приточно-вытяжной. При приточной вентиляции с помощью мотора подается свежий воздух, загрязненный воздух удаляется естественным путем.

При вытяжной вентиляции воздух из помещения отсасывается с помощью вентилятора, а свежий воздух поступает естественным путем. Вытяжную вентиляцию применяют, когда помещения загрязняются вредными газами, пылью или водяными парами.

При приточно-вытяжной вентиляции обеспечивается удаление загрязненного воздуха и замена его чистым. Приточно-вытяжную вентиляцию устраивают в больницах, школах, производственных помещениях, зрелищных учреждениях, спортивных сооружениях.

Наиболее совершенным типом искусственной вентиляции являются установки для кондиционирования. Под кондиционированием воздуха понимают создание и автоматическое поддержание в помещении заданных оптимальных величин температуры, влажности, скорости движения воздуха. Кроме того, современные кондиционеры имеют специальные приспособления для очистки воздуха от пыли и микробов, его озонирование, дезодорирование и ионизацию.

Кондиционеры подразделяются на центральные и местные. Центральные кондиционеры обслуживают все здание или отдельные помещения. Местные или комнатные кондиционеры предназначаются для охлаждения или согревания воздуха, подаваемого в отдельные помещения.

Оптимизация воздушной среды помещений с помощью кондиционеров улучшает теплоощущение, значительно повышает работоспособность и способствует улучшению состояния человека.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: