3 курс / Гигиена / Атмосферное_давление_и_движение_воздуха

Вопросы к занятию

1.Действие пониженного барометрического давления. Горная и высотная бо-

лезни. Декомпресиионные расстройства.

2.Действие повышенного барометрического давления. Кессонная болезнь.

3.Гигиеническое значение движения воздуха. Влияние движения воздуха на терморегуляцию человека.

4.Гигиеническое значение розы ветров.

5.Естественная вентиляция зданий.

6.Гигиеническое обоснование нормы жилой площади.

7.Устройство приборов для определения атмосферного давления и скорости движения воздуха.

Цель занятия

Ознакомить студентов с гигиенической оценкой барометрического давления и скорости движения воздуха, методами их определения. Ознакомить студентов с действием на организм пониженного и повышенного атмосферного давления.

Указания для самостоятельной работы студентов

1.Измерить барометрическое давление.

2.Определить скорость движения воздуха динамическим анемометром.

3.Определить скорость движения воздуха шаровым кататермометром.

4.Расчет необходимой кратности воздухообмена в помещении.

2

1. Измерение барометрического давления

Измеряя атмосферное давление барометром-анероидом, следует принять во внимание, в каких единицах отградуирована шкала прибора: в мм рт. ст. или в Паскалях (система СИ). В последнем случае показания прибора (с точностью до десятой) умножают на 1000 и получают Па. Далее надо разделить число Паскалей на 100 и получить гектопаскали.

Для перевода гектопаскалей в мм рт. ст. следует составить пропорцию,

зная, что 1013 гПа соответствует 760 мм рт. ст.

Например, Вы получили 980 гПа

1013 гПа – 760 мм рт. ст.

980 гПа – х мм рт. ст.

х = 760 × 980 / 1013 = 735 мм рт. ст.

2. Определение скорости движения воздуха

Динамический анемометр

Перед началом измерения записывают показания прибора, начиная с «ты-

сяч». Анемометр подносят к вентиляционному отверстию и на холостом ходу дают лопастям или чашечкам крутиться, затем одновременно включают секун-

домер и рабочий ход прибора. Анемометр при измерении перемещают по всей площади вентиляционного отверстия. Наблюдения проводят 5 минут. По окон-

чании наблюдений отмечают количество метров, пройденных стрелкой анемо-

метра, для чего из конечных показаний вычитают исходные и делят на время наблюдения, выраженное в секундах. Результат покажет скорость движения воздуха в м/с.

Шаровой кататермометр

Малые скорости движения воздуха, порядка 0,5 м/с и ниже определяют кататермометром. Этот прибор представляет собой спиртовой термометр, шка-

ла которого отградуирована от 330 до 400С. Верхний конец капиллярной трубки

имеет расширение, где собирается спирт при нагревании. На обратной стороне

3

кататермометра указан Фактор «F», показывающий потерю тепла кататермо-

метром в милликалориях с 1 см2 его поверхности при охлаждении от 380 до

350С.

Для определения скорости движения воздуха резервуар кататермометра опускают в воду, нагретую до 70-800С, и ждут, пока спирт заполнит верхнее расширение на 1/2-1/3, а в столбике спирта не останется пузырьков воздуха. За-

тем кататермометр вынимают из воды, насухо протирают и вешают на штатив в месте наблюдения на высоте 1,5 м от пола. Отмечают время (в сек.), в течение которого столбик спирта опустится от 380 до 350С. Разделив Фактор кататермо-

метра «F» на время охлаждения получают величину охлаждения кататермомет-

ра «Н».

Скорость движения воздуха вычисляется по Формуле:

а) для скорости менее 1 м/с: V = (H/Q – 0,20) / (0,47)2

б) для скорости более 1 м/с: V = (H/Q – 0,13) / (0,47)2

где Н – величина охлаждения прибора,

Q – разница между средней температурой кататермометра (36,50С) и темпера-

турой окружающего воздуха.

3. Расчет необходимой кратности воздухообмена

Она рассчитывается по формуле: S = (22,6 × N/(P – q)) × V, где

S – необходимая кратность воздухообмена,

22,6 – количество углекислоты в литрах, выделяемое человеком в час, N – количество людей в помещении,

Р – концентрация углекислоты в помещении в ‰ (для данной задачи возьмем равную 1,5‰),

q – содержание углекислоты в атмосферном воздухе (0,4‰), V – объем помещения в кубических метрах.

4

Приложение 1

Действие пониженного и повышенного атмосферного давления на организм человека

Жизнь человека протекает в основном на поверхности Земли на высоте,

близкой к уровню моря. При этом организм находится под постоянным давле-

нием столба воздуха окружающей атмосферы. На уровне моря эта величина равна 101,3 кПа (760 мм рт. ст., или 1 атм). Вследствие того, что наружное дав-

ление полностью уравновешивается внутренним, наш организм практически не ощущает тяжести атмосферы.

Атмосферное давление подвержено суточным и сезонным колебаниям.

Чаще всего эти изменения не превышают 200-300 Па (20-30 мм рт. ст.). Здоро-

вые люди обычно не замечают этих колебаний и они практически не оказывают влияния на их самочувствие. Однако у определенной категории, например лиц пожилого возраста, страдающих ревматизмом, невралгиями, гипертонической болезнью и другими заболеваниями, эти колебания вызывают изменение само-

чувствия, приводят к нарушению отдельных функций организма.

В промышленности, авиации, на водном транспорте выполняются рабо-

ты, связанные с воздействием повышенного или пониженного атмосферного давления.

Пониженное атмосферное давление

С действием пониженного атмосферного давления человек сталкивается при полетах на летательных аппаратах, восхождении на горы, геологических изысканиях в горах, работе на открытых горных рудниках и т. д.

Подъем и пребывание на высоте связаны с воздействием на организм по-

ниженного барометрического давления и низкого парциального давления газов,

в первую очередь кислорода. Эти факторы обусловливают симптомокомплекс так называемой горной болезни, в развитии которой ведущую роль играет кис-

5

лородное голодание. В результате нарушения деятельности ЦНС появляются усталость, сонливость, тяжесть в голове, головная боль, нарушение координа-

ции движений, повышенная возбудимость, сменяющаяся апатией и депрессией.

При более глубокой гипоксии отмечаются нарушения работы сердца: тахикар-

дия, пульсация артерий (сонной, височной и др.), изменения ЭКГ. Нарушается моторная и секреторная функции желудочно-кишечного тракта, меняется пе-

риферический состав крови.

Более значительное и резкое падение атмосферного давления может вы-

звать явления декомпрессии. Это опасное осложнение возникает в результате выделения газов, обычно растворенных при нормальном барометрическом дав-

лении, из крови и тканевых жидкостей и сопровождается болями в мышцах, су-

ставах, костях. Наиболее грозным осложнением декомпрессионной болезни яв-

ляется воздушная эмболия.

Для повышения устойчивости организма к условиям пониженного атмо-

сферного давления необходима акклиматизация. Специфические методы тре-

нировки с учетом действия отмеченных факторов позволяют повысить репро-

дуктивную способность костного мозга, увеличить содержание эритроцитов и гемоглобина в крови. При этом возрастает кислородная емкость крови, что об-

легчает диффузию кислорода из крови в ткани. В процессе акклиматизации улучшается распределение крови, в частности увеличивается кровоснабжение мозга и сердца за счет расширения их кровеносных сосудов и сужения сосудов кожи, мышц и некоторых внутренних органов.

К мероприятиям по акклиматизации к кислородной недостаточности сле-

дует отнести тренировки в барокамерах, пребывание в условиях высокогорья,

закаливание и др. Положительное влияние оказывает прием повышенных коли-

честв витаминов С, B1, B2, В6, РР, фолиевой кислоты и витамина Р.

6

Повышенное атмосферное давление

Действию повышенного барометрического давления подвергается опре-

деленная категория лиц; водолазы, рабочие подводных и подземных строитель-

ных работ. Кратковременному (мгновенному) воздействию высокого давления подвергаются лица при разрыве бомб, мин, снарядов, а также при выстрелах и запусках ракет.

Чаще всего работа в условиях повышенного атмосферного давления осу-

ществляется в специальных камерах-кессонах или скафандрах. При работе в кессонах различают три периода: компрессия, пребывание в условиях повы-

шенного давления и декомпрессия. Компрессия характеризуется незначитель-

ными функциональными нарушениями: шум в ушах, заложенность, болевые ощущения вследствие механического давления воздуха на барабанную пере-

понку. Тренированные люди эту стадию переносят легко, без неприятных ощущений.

Пребывание в условиях повышенного давления обычно сопровождается легкими функциональными нарушениями; урежением пульса и частоты дыха-

ния, снижением максимального и повышением минимального артериального давления, понижением кожной чувствительности и слуха. Наблюдается усиле-

ние перистальтики кишечника, повышение свертываемости крови, уменьшение содержания гемоглобина и эритроцитов. Важной особенностью этой фазы яв-

ляется насыщение крови и тканей растворенными газами (сатурация), особенно азотом. Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление газов в организме и окружающей среде не достигнет равновесия.

В период декомпрессии в организме наблюдается обратный процесс – выведение из тканей газов (десатурация). При правильно организованной де-

компрессии растворенный азот в виде газа выделяется через легкие (за 1 мин. – 150 мл азота). Однако при быстрой декомпрессии азот не успевает выделяться и остается в крови и тканях в виде пузырьков, причем наибольшее количество их

7

скапливается в нервной ткани и подкожной клетчатке. Отсюда и из других ор-

ганов азот поступает в кровеносное русло и вызывает газовую эмболию (кес-

сонная болезнь). Характерным признаком этого заболевания являются тянущие боли в области суставов и мышц. При эмболии кровеносных сосудов ЦНС наблюдаются головокружение, головная боль, расстройство походки, речи, су-

дороги. В тяжелых случаях возникают парезы конечностей, расстройство моче-

выделения, поражаются легкие, сердце, глаза и т. д. Для предупреждения воз-

можного развития кессонной болезни важны правильная организация деком-

прессии и соблюдение рабочего режима.

Гигиеническое значение движения воздуха Влияние движения воздуха на терморегуляцию человека

Физические свойства воздуха и их гигиеническое значение

К основным факторам воздушной среды, влияющим на жизнедеятель-

ность человека, его самочувствие и работоспособность, относятся: физические

– солнечная радиация, температура, влажность, скорость движения воздуха, ба-

рометрическое давление, электрическое состояние, радиоактивность; химиче-

ские – содержание кислорода, азота, углекислоты и других составных частей и примесей; механические загрязнители – пыль, дым, а также микроорганизмы.

Перечисленные факторы как в совокупности, так и каждый в отдельности могут оказывать неблагоприятное влияние на организм. Поэтому перед гигиеной сто-

ит задача изучить их положительное и отрицательное влияние и разработать мероприятия как по использованию положительных свойств (солнечные ванны,

закаливающие процедуры, климатическое лечение и др.), так и по предупре-

ждению вредного влияния (солнечные ожоги, охлаждение, перегрев и т. д.).

8

Скорость движения воздуха

Как известно, воздух практически постоянно находится в движении, что связано с неравномерностью нагрева земной поверхности солнцем. Разница в температуре и давлении обусловливает перемещение воздушных масс. Движе-

ние воздуха принято характеризовать направлением и скоростью. Отмечено,

что для каждой местности характерна закономерная повторяемость ветров пре-

имущественно одного направления. Для выявления закономерности направле-

ний используют специальную графическую величину – розу ветров, представ-

ляющую собой линию румбов, на которых отложены отрезки, соответствующие по длине, числу и силе ветров определенного направления, выраженного в про-

центах по отношению к общему их числу. Знание этой закономерности позво-

ляет правильно осуществлять взаиморасположение и ориентацию жилых зда-

ний, больниц, аптек, санаториев, промышленных предприятий и др.

Скорость движения воздуха определяется числом метров, пройденных им в секунду. Скорость перемещения воздушных масс играет существенную роль в процессах теплообмена организма. Сильный ветер резко увеличивает теплоот-

дачу путем конвекции и испарения пота. В жаркие дни ветер оказывает благо-

приятное влияние на организм так как предохраняет его от перегревания. При низких температурах и высокой влажности движение воздуха способствует пе-

реохлаждению.

Сильный и продолжительный ветер оказывает неблагоприятное влияние на нервно-психическое состояние, на общее самочувствие, затрудняет выпол-

нение физической работы, увеличивает нагрузку при движении. Наконец гиги-

еническое значение движения воздуха заключается в том, что оно способствует вентиляции жилых, общественных зданий и промышленных помещений, а так-

же играет важную роль в удалении и самоочищении поступающих в атмосферу загрязнений (пыль, пары, газы и др.).

9

Гигиеническое значение розы ветров

Направление ветра определяется той частью горизонта, откуда он дует.

Направление и силу ветра учитывают при строительстве и планировке населен-

ных мест. Поскольку направление ветра постоянно меняется, необходимо знать господствующие в данной местности ветры. Для этого учитывают все направ-

ления ветров в течение сезона или года и по этим данным строят график, полу-

чивший название розы ветров. Таким образом, роза ветров представляет собой графическое изображение повторяемости ветров.

В открытой атмосфере направление ветра, как уже указывалось, опреде-

ляется точкой горизонта, откуда дует ветер. Для обозначения направления вет-

ра, или так называемых румбов, приняты начальные буквы наименований стран света: С – север, Ю – юг, В – восток, З – запад. Кроме четырех главных румбов,

применяются промежуточные, находящиеся между ними. Таким образом, весь горизонт определяется восемью румбами: север, северо-восток, восток, юго-

восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад. Для большей точности угол между двумя соседними румбами делят еще пополам и всего получается 16 румбов.

При обозначении промежуточных румбов называют оба румба, между которы-

ми находится данное направление ветра, причем первым по порядку упомина-

ют основной румб. Например, если направление ветра приходится посредине между югом и юго-западом, то такой промежуточный ромб называют ЮЮЗ, т.

е. юго-юго-западный.

Схема румбов приводится на рис. 1, на котором одновременно дано гра-

фическое изображение частоты (повторяемости) ветров по румбам, наблюдаю-

щееся в данной местности в году. Эти данные важны для решения вопроса о рациональном размещении на территории населенного пункта жилых, про-

мышленных и других зданий. Графическое изображение на приведенном ри-

сунке носит название розы ветров. Оно строится путем откладывания от центра на линиях румбов в определенном масштабе отрезков, соответствующих числу

10