Химический состав атмосферного воздуха

План:

I. Гигиеническое значение нормальных составных частей воздуха.

II. Гигиеническое значение вредных газообразных примесей.

III. Гигиеническое значение механических примесей в воздухе

Загрязнение атмосферного воздуха

как важная гигиеническая и экологическая проблема.

Самоочищение атмосферного воздуха и его санитарная охрана.

Рассмотрим химический состав атмосферного воздуха и влияние его составных частей на организм человека. Естественно, что мы будем рассматривать состав, как чистого воздуха, так и заг-рязнения воздушной среды и влияния этих загрязнений на чело-века.

Воздух представляет собой механическую смесь газов, состоя-щую из кислорода (20,93%), азота (78,1%), углекислого газа (0,03-0,04%) и группы инертных газов (до 1%). В атмосфере происходит постоянный кругооборот газов: человек и животные при дыхании поглощают кислород и выделяют углекислоту, такие же процессы происходят при любых окислительных процессах (горение, тление, гниение и др.), растительный же покров земной поверхности погло-щает углекислоту и выделяет кислород. Длительное время эти про-цессы друг друга уравновешивали, в результате чего сохранялось постоянство состава воздушной среды, которому способствовало перемещение воздушных масс, обеспечивающее равномерное пере-мешивание воздуха. Следует отметить, что химический состав воз-духа мало меняется в зависимости от высоты воздушного слоя. Так, на высоте 28 км в воздухе содержится 20,39% кислорода (на уровне моря - 20,93 %).

Кислород. Переходя к рассмотрению отдельных составных час-тей воздушной среды и их влияния на организм человека, следует отметить, что наиболее важным компонентом в составе воздуха является кислород. Прежде всего, он необходим для поддержания процессов горения, тления и других окислительных процессов, происходящих в природе, которые обеспечивают существование жизни на земле. Кроме того, все окислительные процессы в самом организме происходят при непосредственном участии кислорода. Поэтому он является жизненно-важным компонентом, и при его от-сутствии существование организма становится невозможным. При этом весьма важно установить, до какой степени возможно сниже-ние количества кислорода в воздухе без нарушения физиологичес-ких функций организма. Естественно, что какие-то колебания в со-держании кислорода в воздухе организмом переносятся довольно безболезненно, так как организм обладает довольно мощными компенсаторными возможностями. Опытным путём установле-но, что снижение количества кислорода во вдыхаемом воздухе до 16 и даже 15% (при нормальном давлении) переносится организ-мом довольно безболезненно, хотя компенсаторные механизмы при этом находятся в состоянии напряжения (усиление легочной вен-тиляции, сердечной деятельности и др.). Кратковременно человек может просуществовать даже в атмосфере с содержанием кислоро-да около 10%, а хорошо тренированные к кислородной недостаточ-ности люди (лётчики) - до 8-7%. Естественно, что при этом компен-саторные механизмы организма находятся в крайней степени нап-ряжения. Дальнейшее снижение содержания кислорода во вдыхае-мом воздухе приводит к быстрому истощению компенсаторных ме-ханизмов организма и его гибели. Особенно чувствительна к недо-статку кислорода ЦНС. Компенсация организмом кисло-родной недостаточности происходит за счёт: усиления легочной вентиляции (учащение и углубление дыхательных движений); уси-ления циркуляции крови (увеличение систолического объёма сер-дечных сокращений и увеличение их частоты); увеличения количе-ства циркулирующей крови (за счёт выхода её из депо); увеличения количества форменных элементов крови, обеспечивающих функ-цию транспортировки кислорода (увеличение числа эритроцитов и гемоглобина в крови) и т.д.

Вдыхание воздуха с повышенным содержанием кислорода пе-реносится организмом человека хорошо. Вдыхание даже чистого кислорода (при нормальном давлении) не приводит к возникнове-нию патологических изменений в организме. Лишь при длительном дыхании чистым кислородом отмечается некоторое высушивающее действие его на слизистые оболочки дыхательных путей, что может привести к их раздражению и возникновению воспалительных яв-лений. Вдыхание же чистого кислорода под повышенным давлени-ем (3-4 атмосферы и более) приводит к патологическим явлениям со стороны ЦНС, проявляющиеся в виде судорог (кислородная ин-токсикация). При обычных условиях жизни такие явления не встре-чаются, а могут возникнуть при использовании кислородной аппа-ратуры в случае её неисправности (подводные погружения).

Углекислый газ. Углекислого газа в воздухе весьма мало. В ат-мосферном воздухе всего 0,03-0,04%, а в воздухе помещений - до десятых долей процента. Однако он имеет очень большое гигие-ническое значение:

- прежде всего, следует отметить роль СО ₂ в поддержании эколо-гического равновесия внешней среды в глобальном масштабе.

В течение длительного времени окислительные и восстановите-льные процессы, происходящие в природе, взаимно друг друга уравновешивали, в силу чего состав воздуха практически не менял-ся. Однако в связи с техническим прогрессом, резко нарастающим количеством двигателей внутреннего сгорания и других энергети-ческих установок значительно возросло количество окислительных процессов на земном шаре. В то же время в результате урбанизации и развития промышленности в значительной степени уменьшилось количество зелёных насаждений, являющихся основными потреби-телями углекислоты и в последние годы наметился рост концентра-ции углекислоты в атмосферном воздухе. Учёные считают, что ЕС-ли нарастание количества углекислоты в воздухе будет происхо-дить и далее, то в природе может возникнуть так называемый «пар-никовый эффект», т.к. углекислота, находящаяся в атмосфере, за-держивает длинноволновую часть инфракрасной радиации, из-лучаемой земной поверхностью в космос. В результате произой-дет повышение среднегодовой температуры атмосферного воз-духа, что, в свою очередь, приведёт к таянию полярных ледников, повышению уровня мирового океана, а, следовательно, к затопле-нию значительной части земной поверхности.

- во-вторых, для воздуха помещений содержание углекислого газа имеет санитарно-показательное значение.

В помещениях, где находятся люди, в воздух поступают разно-образные продукты жизнедеятельности человеческого организма:

выдыхаемый воздух, насыщенный углекислотой и водяными парами; испарения с поверхности кожи и слизистых оболочек дыхательных путей, в составе которых присутствуют продукты разложения слизи, пота, кожного жира и т. д. В результате в воздухе увеличивается концентрация углекислоты, появляются аммиак, альдегиды, кетоны и другие дурно пахнущие газы, увеличивается влажность, пылевая и микробная загрязнённость воздуха, что в целом характеризуется как душный (жилой) воздух, оказывающий влияние на самочувствие, работоспособность и здоровье людей. По концентрации углекислоты в таком воздухе можно определить степень общей его загрязненности. Поэтому углекислый газ служит санитарным показателем чистоты воздуха в жилых и общественных помещениях. Воздух считается свежим, если концентрация углекислоты в нём не превышает 0,1%. Эта величина и считается предельно допустимой для воздуха в жилых и общественных помещениях.

- в-третьих, следует учитывать тот фактор, что углекислый газ тя-желее воздуха и может скапливаться в нижних частях замкнутых пространств, не подвергающихся интенсивной вентиляции. Наиболее важно это для тех мест, где происходят усиленные окислительные процессы (бродильные чаны, заброшенные шахты или колодцы, на дне которых находятся гниющие или бродящие отбросы и т.д.). В таких местах концентрация углекислоты может достигать больших величин и представлять опасность для здоровья и существования человека. Если концентрация углекислого газа во вдыхаемом воздухе превышает 3%, то существование в такой атмосфере становится опасным для здоровья. Концентрация СО ₂ порядка 10% считается опасной для жизни (потеря сознания наступает через несколько минут дыхания таким воздухом). При концентрации 20% происходит паралич дыхательного центра в течение нескольких секунд.

Азот. Считают, что азот - газ индифферентный и в воздухе играет роль наполнителя. Однако такое представление является правильным лишь при нормальном давлении. При вдыхании воздуха под повышенным давлением азот начинает оказывать наркотическое действие. Наиболее отчётливо это действие проявляется при давлении воздуха 9 и более атмосфер. Это имеет большое значение, так как при работе водолазов на больших глубинах воздух им приходится подавать под высоким давлением, иногда превышающим 10 атмосфер. При работе в таких условиях в поведении водолазов отмечается беспричинная веселость, нарушение координации движений, излишняя болтливость и другие проявления наступившей эйфории. Это и есть проявления нар-котического действия азота. В настоящее время при работах водолазов на больших глубинах для дыхания пользуются не воздухом, а специально приготовленной гелиево-кислородной смесью, т.е. азот в воздухе заменяют более инертным газом.

Дата добавления: 2014-01-11