Гігієна повітря

Вступ. Гігієна повітря

Предмет, завдання і методи гігієни. Гігієна – це наука про збереження та покращання здоров’я людей. Головними її завданням є:

1. Вивчення впливу різноманітних  чинників зовнішнього середовища (фізичних, хімічних, соціальних та  ін.) на здоров’я та працездатність  людей.

2. Розробка засобів і  способів підвищення опірності  організму до можливих шкідливих  впливів оточуючого середовища.

На підставі вивчення зовнішнього  середовища розробляються практичні  санітарні заходи щодо його оздоровлення, встановлюються гігієнічні вимоги та норми, що забезпечують оптимальні умови  праці та побуту.

Існують різні методи гігієнічних  досліджень.

1. Санітарний опис –  складається на підставі огляду  населеного пункту, окремого приміщення, споруди тощо.

2. Експериментальний метод  – застосовуються різноманітні  лабораторні, фізичні, хімічні,  бактеріологічні та інші дослідження.  Їх результати співставляються з відповідними гігієнічними нормами і на підставі цього робиться висновок про досліджуваний об’єкт.

3. Фізіологічні, біохімічні  та клінічні методи дослідження.  Наприклад, оцінку фізичного розвитку  проводять за допомогою, фізіологічних  проб, антропометричних вимірів,  загального медичного огляду.

4. Статистичний метод  застосовується у всіх масових  спостереженнях для обґрунтування  вірогідності результатів досліджень. Він потрібний для вивчення  захворювань, народжуваності, смертності  та фізичного розвитку населення,  які є показниками стану здоров’я  людей.

Одним із розділів гігієнічної  науки є гігієна фізичного  виховання. Її змістом є науково  обґрунтоване нормування засобів, методів  і умов занять фізичною культурою  і спортом для найефективнішого їх використання з метою збереження та зміцнення здоров’я людини. Гігієна  фізичного виховання вивчає вплив  фізичних вправ і загартовування на здоров’я людей для обґрунтування  найефективніших методик і сприятливих  умов занять.

Завданнями гігієни фізичного  виховання є: нормування модельних  параметрів здоров’я людини за критеріями фізичного стану (фізичний розвиток, підготовленість, загартованість); нормування фізичних навантажень (структура, об’єм, інтенсивність); процедур загартування, які запобігають не лише гіподинамії, але й справляють оптимальний тренувальний вплив для досягнення і підтримання модельного рівня здоров’я; регламентування режиму тренувальних і загальних навантажень, відпочинку, харчування, відновних заходів у великому спорті; нормування умов занять фізичною культурою і спортом (клімат, мікроклімат, спортивні споруди і обладнання), що сприяють їх доброчинному впливу на здоров’я.

Гігієна повітря. Повітря потрібне людині для дихання. Воно відіграє велику роль в теплообмінних процесах організму. Несприятливі зміни повітря можуть викликати значні порушення в організмі: перегрівання або переохолодження тіла, гіпоксію, зниження працездатності тощо.

Важливе гігієнічне значення має стан повітря при виконанні  м’язової діяльності, що пов’язано  з підвищенням легеневої вентиляції і великим теплоутворенням.

Для гігієнічної  оцінки повітря враховують:

1. Фізичні властивості  – температура, вологість, атмосферний  тиск, швидкість і напрямок руху, охолоджуюча спроможність, електричний  стан, радіоактивність тощо.

2. Хімічний склад –  постійні складові повітря і  сторонні гази.

3. Механічні домішки –  вміст пилу, диму і т. ін.

4. Бактеріальна забрудненість  – наявність мікробів.

Температура може позитивно  і негативно впливати на організм людини, але завдяки терморегуляційним  механізмам людина пристосовується  до різних температурних умов.

Тривале перебування в  приміщенні з високою температурою спричинює підвищення температури  тіла, прискорення ЧСС, головний біль, швидку розумову та фізичну втому, тепловий удар. Щоби уникнути теплового удару  потрібно температуру повітря у  приміщенні підтримувати на 5-10˚С нижче  температури тіла.

Висока температура негативно  впливає на функції вищої нервової діяльності: порушується увага, влучність, координація рухів, швидкість реакції, пластичність центральної нервової системи, що може спричинити травми під  час занять фізичною культурою і  спортом.

При високій температурі  повітря організм стає більш вразливим  до інфекційних хвороб.

При низькій температурі  повітря посилюється віддача  тепла і створюється небезпека  переохолодження організму. Тривалий вплив низьких температур викликає різноманітні рефлекторні реакції в організмі. Наприклад, охолодження ніг викликає зниження температури слизових оболонок носу, горла, що може бути причиною нежиті, кашлю, ангіни через зниження опірності до патогенних мікробів. Охолодження периферичних нервів, м’язів, сполучного апарату спричинює ревматизм, радикуліт, неврит та інші простудні захворювання. При виконанні фізичних вправ в умовах низької зовнішньої температури поруч із тим виникає небезпека пошкодження м’язів і зв’язок, оскільки при цьому зменшується їх еластичність.

Явища переохолодження можна  попередити. Для цього використовують теплий одяг, підтримують комфортну  температуру в приміщеннях (18-20˚С) і застосовують різні процедури  загартовування. Допомагають також  активні рухи, прийом їжі в гарячому вигляді. Температура повітря в  спортзалі повинна бути на рівні +15˚С, щоби забезпечити кращу віддачу  тепла, надлишок якого утворюється  під час виконання фізичних вправ.

Під час занять спортом  на відкритому повітрі у літній час  оптимальною є температура 18-20˚С при нормальній вологості та швидкості  повітря 1,5 м/с. Для пересування на лижах допускається температура 5-15˚С нижче нуля при швидкості вітру не більше 5 м/с.

Позитивний вплив температури  повітря полягає також у загартовуванні.

Вологість повітря – це вміст в ньому водяних парів, яким притаманна пружність, що вимірюється  висотою ртутного стовпчика в  міліметрах. Кожній температурі повітря  відповідає певна міра насичення  його водяними парами. Чим вища температура  повітря, тим більша міра насичення  його водяними парами і навпаки.

Перебільшення міри насичення  повітря спричинює виділення  вологи у вигляді туману, роси, інею та ін. Вологість повітря характеризується такими поняттями, як абсолютна, максимальна, відносна вологість, дефіцит насичення.

Абсолютна вологість –  це кількість водяних парів, що знаходяться  в даний час в 1 м3 повітря.

Максимальна вологість –  це кількість водяних парів при  повному насиченні повітря вологою  за даної температури.

Відносна вологість –  це відношення абсолютної вологості  до максимальної, яка виражається  в процентах, іншими словами, процент насичення повітря водяними парами під час спостереження.

Дефіцит насичення – арифметична  різниця між максимальною вологістю  повітря при температурі 37˚C (температура  тіла) і абсолютній вологості під  час спостереження.

Найбільше гігієнічне значення мають відносна вологість та дефіцит  насичення. Вони дають уяву про міру насичення повітря водяними парами і вказують на його спроможність прийняти додаткову кількість водяних  парів при випаровуванні з  поверхні шкіри. Наприклад, чим нижча  відносна вологість повітря та дефіцит  насичення, тим менше повітря  насичене водяними парами. Чим менша  вологість повітря, тим швидше відбувається випаровування поту з поверхні тіла, а отже, посилюється тепловіддача (випаровування 1 г поту забирає 0,6 ккал), що дуже важливо для підтримання  гомеостазу під час виконання  фізичних вправ.

Висока вологість повітря  утруднює тепловіддачу, оскільки нагріте  вологе повітря погано проводить  тепло. У таких умовах загальне самопочуття  різко погіршується, знижується працездатність, особливо в умовах м’язової діяльності, яка прискорює перегрівання. У  сухому повітрі, не дивлячись на високу температуру, перегрівання організму не відбувається внаслідок випаровування.

Підвищена вологість повітря  за низької зовнішньої температури  сприяє охолодженню організму, оскільки при цьому посилюється тепловіддача. Це пов’язано з наступними причинами: 1) підвищується теплопровідність повітря; 2) підвищується теплопровідність тканин.

Нормальною вологістю повітря  у приміщеннях вважається 30-60%. При  фізичній роботі за температури повітря  вище 20˚С або нижче 15˚С вологість  повітря не повинна перевищувати 30-40%, а при температурі вище 25˚С - 20-25%.

Рух повітря. Атмосферне повітря майже  завжди знаходиться в русі через  нерівномірне зігрівання його на земній кулі. Рух повітря характеризується напрямком і швидкістю.

У галузі фізичної культури і спорту рух повітря має своє специфічне значення.

1. При плануванні стадіонів,  спортивних майданчиків, спортзалів  потрібно враховувати напрямок  домінуючих вітрів. Будуватись ці  споруди повинні з того боку  від промислових підприємств,  де вітер частіше дує на  завод. Це дасть можливість  зменшити негативний вплив на  організм шкідливих викидів виробництва.

2. Визначення напрямку руху повітря  може також допомогти скласти  вірний прогноз погоди, який варто  враховувати при організації  тренувань і змагань. Південно-західні  вітри несуть потепління, хмарність,  опади, а північно-східні –  похолодання, суху погоду.

3. Гігієнічне значення руху повітря  переважно полягає в його спроможності  збільшувати тепловіддачу організмом  шляхом конвекції – вітер відносить  від тіла більш зігріті шари  повітря, а на їх місце надходять  більш холодні; при цьому посилюється  і процеси випаровування. Якщо  температура повітря вища температури  тіла і повітря наповнене водяними  парами, то рух повітря не дає  охолоджуючого ефекту і викликає  підвищення температури тіла, що  негативно впливає на працездатність  організму.

4. Крім впливу на тепловіддачу, вітер, подразнюючі рецептори  шкіри, посилює рефлекторно процеси  теплоутворення, посилюючи обмін  речовин; теплопродукція зростає  у міру посилення швидкості  вітру і пониження температури.

5. Вітер своїм тиском на поверхню  тіла механічно перешкоджає пересуванню  і виконанню фізичних вправ.  Це спричинює додаткові витрати енергії і зменшує показники м’язової роботи. Потужний вітер сповільнює швидкість пересування і посилює нервово-м’язову напругу.

6. Потужний вітер перешкоджає  нормальному ритму дихання, збільшує  навантаження на дихальні м’язи.  При зустрічному вітру потрібно  надавати видихуваному повітрю  швидкість, щоби подолати силу  вітру. При попутному вітру  виникають перешкоди під час  вдиху, оскільки створюється деяке  розрідження. Під час занять  фізичними вправами ці умови  можуть негативно позначитися  на ритмі пересування.

7. Визначення напрямку руху повітря  потрібно в багатьох видах  спорту, і перш за все в таких,  як вітрильний, планерний, парашутний  і т.д.

Потрібно враховувати і вплив  вітру на нервово–психічну сферу. Помірний вітер справляє тонізуючий вплив (1-4 м/с), тривалі ж сильні вітри викликають збудження і дратівливість (6-7 м/c і вище).

Швидкість руху повітря необхідно  також враховувати при визначенні спортивних результатів. Так, приміром, у правилах змагань зазначається, що рекорди в бігові по прямій і  у стрибках в довжину не реєструються, якщо швидкість попутного вітру  перебільшує 2 м/с.

У жилих приміщеннях нормою швидкості  руху повітря є 0,1-0,3 м/с; більша швидкість  викликає відчуття протягу, а нерухоме повітря виключає його освіжаючий вплив. У спортзалах припускається швидкість  повітря до 0,5 м/с, за винятком залів  для боротьби та настільного тенісу, де вона не повинна перевищувати 0,25 м/с, і в закритих басейнах для  плавання – до 0,2 м/с.

Влітку вітер справляє доброчинний  вплив на організм, посилюючи віддачу  тепла, що особливо цінно при виконанні  фізичної роботи. Взимку за наявності  вітру зростає швидкість переохолодження  – в погоду без вітру мороз 25-40˚С переноситься легше, ніж мороз  в 10-25˚С при сильному вітрі.

Сонячна радіація. Через те, що атмосфера  не є абсолютно чистим середовищем, частина сонячної радіації (особливо короткохвильової, ультрафіолетової) поглинається. Посилено поглинається променева енергія у нижніх шарах  атмосфери, яка у найбільшій мірі наповнена водяними парами.

У міру збільшення висоти щільність  атмосфери зменшується, різко знижується концентрація водяних парів. Це спричинює  посилення сонячної радіації, яка  зростає приблизно на 10% на кожні 1000 м. Найбільші зміни спостерігаються з боку ультрафіолетової радіації, інтенсивність якої зростає на 3-4% на кожні 100 м.

Сонячна радіація по-різному  впливає на організм людини.

1. Світловий ефект. У горах  радіація багата на ультрафіолетові  (хімічна енергія) та інфрачервоні (теплова енергія) промені, освітлення  може бути досить потужним, і  потрібно остерігатися опіків  шкіри і захищати очі окулярами  з жовто-зеленими лінзами.

2. Тепловий ефект. Частина сонячної  радіації відбивається від поверхні  землі інших споруд, що різко  погіршує мікроклімат і спричинює  перегрівання тіла.

3. Посилення окремих функцій  організму. Ультрафіолетові промені  позитивно впливають на загальний  тонус організму, обмін речовин  і багато інших функцій організму.  Механізм цього впливу полягає  в подразненні нервово-рецепторного  апарату шкіри і утворення  в ній при розщепленні клітинних  і тканинних білків активних  речовин, які надходять у кров  і впливають гуморальним шляхом  на окремі органи і тканини.  Наприклад:

– розширюються вивідні протоки  потових залоз (розслаблюються гладкі м’язи) і покращуються процеси терморегуляції, посилюється виведення продуктів  обміну і шкіра стає більш еластичною;

– посилюється бар’єрна функція  шкіри (потовщується рогівковий прошарок);

– ергостерин перетворюється у вітамін D, який має антирахітичний вплив;

– зростає вміст еритроцитів  і гемоглобіну в крові, фагоцитарна  активність лейкоцитів, кількість кальцію, фосфору, покращується процес зсідання крові.

Важливим фактором є бактерицидний  вплив ультрафіолетових променів. Чим  більше сонячного світла, тим менше  бактерій в оточуючому середовищі, а отже, менша небезпека захворювань. Проте у деяких місцевостях, де за географічними і кліматичними умовами  неможливо широко використовувати  сонячну радіацію, часто спостерігаються  такі захворювання, як остеопороз, підвищується захворюваність карієсом зубів, рахітом, загострюється протікання туберкульозу, зменшується опірність до простудних захворювань, знижується працездатність.

Для попередження явищ, пов’язаних із світловим голодуванням використовують еритемні люмінесцентні лампи, солярії.

Атмосферна електрика. Повітря  справляє електричний вплив на організм. До електрометеорологічних факторів належать грозові явища, електричне поле і процес іонізації повітря, який має найбільше біологічне та гігієнічне значення, оскільки обумовлює електричний обмін між організмом і повітряним середовищем. Під іонізацією повітря розуміють розщеплення газових молекул і атомів на електрони та інші частинки, які дають початок утворенню позитивним і негативним легким атмосферним іонам. Іонізація відбувається під впливом радіоактивних речовин, що містяться у ґрунті, підземних водах і в повітрі, космічних променях. Також мають значення іони, які утворюються під час розпилення води біля водоспадів, фонтанів, при електричних розрядах під час грози та ін. Ці радіоактивні речовини для людини не шкідливі. Легкі атмосферні іони з’єднуються в повітрі з частинками пилу і крапельками води, утворюючи середні та важкі іони. Чим їх більше у повітрі, тим гірше якість повітря, тим гірше це для здоров’я людини.

Біологічне значення легких аероіонів полягає в тому, що вони обумовлюють електричний обмін між організмом і зовнішнім середовищем (клітини поглинають енергію), підвищують загальну реактивність організму, працездатність, покращують самопочуття, сприяють загартовуванню організму. 3-4-тижневий курс щоденних сеансів прийому негативних іонів у спортсменів покращує функціональний стан ЦНС, сприяє приросту м’язової сили і витривалості, прискорює відновні процеси в організмі.

У разі надходження до атмосфери  радіоактивних відходів атомних  реакторів або промислових підприємств  підвищується рівень радіоактивного фону, що негативно позначається на здоров’ї людини. Посилюється хімічна активність атомів живої матерії (клітина отримує  багато енергії), у клітинах відбуваються значні зміни, які в залежності від  дози опромінення можуть стати необоротними і спричинити загибель клітин.

Атмосферний тиск. Останнім часом  в спортивній практиці особливу увагу  приділяють вивченню впливу на спортсменів  умов, що пов’язані з пониженим  атмосферним тиском. Це спричинено тим, що деколи змагання проводяться  в умовах пониженого атмосферного тиску. Даний чинник знижує працездатність спортсменів, тому треба до цього  готуватися.

Повітря, яке оточує земну кулю має тиск, який називається атмосферним, або барометричним. Підраховано, що повітря справляє тиск на поверхню тіла людини, який становить близько 16 т. Проте внаслідок тривалого  еволюційного розвитку людина пристосувалася до даного чинника, який нейтралізується  тиском у клітинах і тканинах організму.

Вивчення динаміки атмосферного тиску  може бути використано для прогнозування  погоди і внесення відповідних корективів при плануванні тренувального процесу, організації змагань, проведенні туристичних  походів тощо. Підвищення атмосферного тиску, як правило, сприяє сухій і  ясній, а пониження - похмурій і дощовій  погоді.

Нормальним атмосферним тиском, рівним 1 атмосфері, вважається тиск, який урівноважує стовп ртуті висотою 760 мм при температурі повітря 0˚С на рівні моря і широті 45˚. За цих  умов атмосфера тисне на 1 см2 поверхні землі з силою 1 кг, точніше 1033 г.

При підйомі в гори атмосферний  тиск падає нерівномірно. Наприклад, при зміні висоти від 0 до 500 м над  рівнем моря зменшення тиску становить 44 мм рт.ст., а при зміні висоти від 4500 до 5000 м – 26 мм рт.ст. При падінні атмосферного тиску відбувається зниження Р газів. Наприклад, зменшення РО2 зменшує кисневу ємність крові, тому порушуються окислювальні процеси і виникає гіпоксія.

Небезпечним для організму є  також і підвищення атмосферного тиску. У міру зростання атмосферного тиску збільшується розчинність  в організмі газів, які знаходяться  в повітрі, і головним чином О2 та N. Значне збільшення парціальних  тисків цих газів викликає їх токсичний  вплив на організм.

Дуже небезпечним є різкий перехід  від підвищеного тиску до нормального. При цьому розчинені в крові  гази не встигають виділитися через  легені. Тоді в крові утворюються  бульбашки газів, які можуть закупорити кровоносні судини, викликаючи газову емболію. Це спричинює порушення  кровообігу в різних органах і  виникненню кесоної хвороби. У залежності від місця ураження відмічають різні симптоми цього захворювання: сильний біль у суглобах і м’язах, параліч тощо.

Основою профілактики кесоної хвороби є суворе дотримання часу перебування під водою і здійснення поступового переходу до нормального тиску. Використовуються також геліокисневі суміші.

Хімічний склад повітря має важливе гігієнічне значення, оскільки він відіграє вирішальну роль у здійсненні дихальних функцій організму. Доросла людина в стані спокою вдихає за добу 13-14 м3 повітря. При виконанні фізичних вправ об’єм легеневої вентиляції зростає з 4-8 л/хв до 200 л/хв. Людина за 50 років життя пропускає через легені близько 1/4 млн. м3 повітря.

Чисте атмосферне повітря у поверхні землі має такий хімічний склад: О2 - 20,93%, СО2 - 0,03-0,04%, N - 78,1% та інші домішки. Всього в нормальному чистому  повітрі виявлено 27 хімічних газоподібних речовин.

Кисень є найважливішою складовою  повітря, яка потрібна для окислювальних  процесів в організмі. Доросла людина в стані спокою споживає в середньому 12л О2 за годину, а при фізичній роботі - приблизно 120 л. Переважна кількість  О2 витрачається на окислення органічних речовин, що знаходяться у повітрі, ґрунті і на процеси горіння. Витрати  О2 відшкодовуються за рахунок великих  запасів його в атмосфері, а також  за рахунок зелених (хлорофільних) рослин.

Вміст О2 в повітрі практично  не змінюється, навіть якщо у приміщенні зібралося багато людей або відсутня вентиляція. Це пов’язано з тим, що О2 дуже легко проходить через пори будівельних матеріалів, щілин вікон. При зниженні вмісту О2 в повітрі до 13-14 % спостерігається погіршення самопочуття, зниження працездатності, симптоми гіпоксії, а при концентрації 7-8% настає смерть. Межею припустимого зниження кількості О2 у закритих приміщеннях вважається 17-18%.

Негативний вплив на організм має  не лише нестача О2 в повітрі, але  й його підвищений вміст, як вже зазначалося, в кесонах. За нормального атмосферного тиску вдихування чистого О2 широко використовується в лікувальній практиці, а також в спортивній практиці для підвищення працездатності і прискорення відновних процесів.

Озон (О3). Він легко розпадається і, віддаючи один атом кисню, діє як сильний окислювач. Завдяки цій властивості озон використовується як бактерицидний засіб під час знезаражування води. Для дезинфекції повітря він не придатний, оскільки вимагає додаткове зволоження повітря, проте може бути дезодоруючим засобом, який нейтралізує неприємні запахи і тютюновий дим. З цією метою у вбиральнях і кімнатах застосовують спеціальні прилади озонатори.

Озону в повітрі дуже мало. Він  утворюється при електричних  розрядах, в процесі випаровування  води, при дії ультрафіолетових променів. Найбільша концентрація О3 спостерігається  під час грози, в горах і  в хвойних лісах. У містах і  приміщеннях озону немає, оскільки він зразу використовується на окислення  органічних речовин. Тому наявність  озону в природних умовах можна  оцінювати як показник абсолютної чистоти  повітря.

Двоокис вуглецю (СО2). Цей газ утворюється  в результаті дихання людей і  тварин, горіння палива, гниття і  розкладання органічних речовин  тощо.

Кількість СО2 в атмосфері коливається  в межах 0,03-0,04% і накопичення її не відбувається, через виведення  її з атмосфери опадами та утилізацією  на світлі зеленими рослинами. Доросла  людина виділяє в стані спокою в середньому 22 л СО2 за годину. А  при фізичній роботі у 2-3 рази більше.

По концентрації СО2 можна говорити про санітарний стан повітря в  приміщенні, оскільки паралельно із збільшенням  вмісту СО2 в повітрі підвищується температура, вологість, концентрація пилу, зменшується міра іонізації  тощо. Повітря в приміщеннях вважається недоброякісним, якщо вміст СО2 в ньому перевищує 0,1%.