Глава4. Гигиена воздушной среды и климат

Атмосфера является непосредственной окружающей человека средой и этим опре­делено первостепенное гигиеническое зна­чение ее химического состава и физическо­го состояния. Воздух — источник кислоро­да. Постоянное поступление его в организм человека необходимо для окислительных процессов и поддержания жизни. Взрос­лый человек в течение суток вдыхает 15— 20 м³ воздуха, чистота которого имеет огромное значение для здоровья. Даже ничтожные примеси к воздуху вредных ве­ществ, пыли или патогенных микроорга­низмов неблагоприятно сказываются на здоровье человека. Вместе с тем атмосфер­ный воздух постоянно загрязняется угле­кислым газом, выдыхаемым людьми и жи­вотными, газообразными продуктами, об­разующимися при распаде органических веществ в отбросах и почве, почвенной пылью, дымом, выхлопными газами авто­транспорта, газообразными и пылевидными отходами разных производств.

Наблюдаемое, несмотря на это, относи­тельное постоянство состава и чистоты ат­мосферы обязаны могучим силам само­очищения: ветру, способствующему уносу загрязнений из населенных мест и замене загрязненного воздуха чистым, промываю­щему действию осадков, химическому дей­ствию кислорода и озона, окисляющих органические и другие примеси, растениям, поглощающим углекислый газ и обогаща­ющим воздух кислородом, ультрафиолето­вой радиации Солнца, благодаря которой в верхних слоях атмосферы водяные пары разлагаются с образованием кислорода.

Однако опыт показывает, что естественных сил самоочищения недостаточно для сохра­нения чистоты атмосферы в населенных местах. Необходимо осуществлять ряд ме­роприятий по санитарной охране атмосфер­ного воздуха от загрязнений.

Еще больше возможность загрязнения воздуха закрытых помещений, в особен­ности производственных.

Тесно соприкасаясь с воздушной средой, организм человека подвергается воздей­ствию и ее физических факторов. На него оказывают влияние солнечная радиация, температура, влажность и скорость дви­жения воздуха, барометрическое давление, атмосферное электричество, акустическое состояние воздушной среды и др. Кроме того, атмосфера является одним из глав­ных факторов погодо- и климатообразо-вания.

Следовательно, важнейшей задачей ги­гиены является научное обоснование меро­приятий по оптимизации воздушной среды в населенных местах и закрытых помеще­ниях, а также предупреждение ее неблаго­приятного воздействия.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Гигиеническое значение солнечной радиации

Солнце для биосферы является источни­ком тепла и света. Солнечная энергия вы­зывает воздушные течения и связанные с ними изменения погоды, определяет

31

Таблица 1

Виды электромагнитных излучений

климат местности, ей обязана своим суще­ствованием вся органическая жизнь на Земле. Фактически пищевые продукты яв­ляются своеобразными консервами солнеч­ной энергии, за счет которой мы живем. Мало того, человек в течение тысячелетий развивался в среде, пронизываемой солнеч­ными лучами, и приспособился непосред­ственно через кожу использовать солнеч­ную энергию, которая стала необходимой для оптимальной жизнедеятельности.

Виды электромагнитных излучений и механизм их биологического действия. Солнечная радиация является одним из видов электромагнитных излучений (ЭМИ). По закону Стефана—Больцмана удельная мощность излучения (Е) каждого физиче­ского тела пропорциональна 4-й степени его абсолютной температуры (Т), т. е. Е = К • Т⁴, где К — постоянная величина, равная 5,77 • 10^-12 Дж/с. По сформулиро­ванному Вином закону смещения, с повы­шением температуры излучающего тела уменьшается длина волны его излучения, т. е. спектр излучения сдвигается в сторо­ну более коротких волн. А по закону План­ка, чем короче волна ЭМИ, тем больше энергия его кванта (табл. 1).

Биологическое действие любого ЭМИ за­висит от энергии кванта, глубины проник­новения в ткани тела, интенсивности облу­чения (количестваэнергии на единицу площади в единицу времени), его режима (определяющего, в частности, дозу облуче­ния), площади облучения, условий,, при которых происходит облучение, и состоя­ния организма.

Схематично процесс воздействия ЭМИ на организм можно представить в виде последовательных стадий. Первая ста­дия — это первичное, чисто физическое,

энергетическое взаимодействие между квантами ЭМИ и молекулами облучаемых тканей, в результате чего в зависимости от энергии кванта наблюдаются тепловой эф­фект, возбуждение или ионизация атомов и молекул. После этого в облученном участке протекает следующая стадия в ви­де цепочки биохимических реакций и их сопровождающих физиологических процес­сов (например, расширение капилляров). Далее, вследствие нейрорефлекторных и гуморальных связей развивается генерали­зованная реакция целостного организма (третья стадия)., в которой определяю­щую роль играет нейро-эндокринная регу­ляция. Именно этими особенностями объ­ясняется то, что, например, ультрафиоле­товое излучение Солнца, проникающее лишь на доли миллиметра в кожу, способ­но вызвать и выраженный местный вос­палительный процесс (эритему) и общую реакцию. Таким образом, биофизическую схему физиологического действия ЭМИ можно изобразить так: поглощение кван­тов — первичное энергетическое взаимодей­ствие — цепь биохимических реакций — физиологические акты в облученной тка­ни — физиологическая реакция целостного организма.

Биологическое действие солнечной ра­диации. В состав солнечной радиации, до­стигающей поверхности Земли (табл. 2), входит 59% инфракрасного излучения, 40% видимого и 1% ультрафиолетового. Инфра­красное излучение проникает глубоко в кожу, вызывает тепловой эффект (за счет усиления колебательных и ротационных движений молекул) с последующим повы­шением температуры тканей, гиперемией, усилением обменных процессов в коже. Инфракрасное излучение усиливает биоло-

32

Таблица 2

гическое действие ультрафиолетового, что используется в практике.

Видимое излучение Солнца оказывает такое же биологическое действие, как ин­фракрасное, но, кроме того, оно действует и фотохимически. Фотохимическое действие видимого излучения значительно слабее, чем ультрафиолетового, поскольку энергия его квантов достаточна лишь для возбу­ждения молекул немногих веществ, кото­рые называют фотосенсибилизаторами. Та­кими фотосенсибилизаторами в организме человека являются зрительные пигменты сетчатки глаза. В результате воздействия на них видимого излучения и биохимиче­ских реакций в сетчатке генерируются электрические импульсы, вызывающие ощущение света.

При этом надо подчеркнуть, что види­мое излучение Солнца создает высокие уровни освещенности, намного превосхо-

33

дящие те, которые имеют место при искус­ственном освещении. В ясный летний день уровень освещенности на открытой мест­ности достигает 80 000 лк и более, в летний облачный день до 15 000 лк, даже в пас­мурный зимний день он не бывает ниже 2000 лк. Свет — важный раздражитель, ко­торый активизирует процессы возбуждения в коре большого мозга, из-за чего при хо­рошем освещении улучшается деятельность не только зрительного, но и других анали­заторов. В последние годы доказано, что образующиеся в результате фотохимиче­ского действия в сетчатке вещества (типа нейромедиаторов) стимулируют функцию гипофиза и клеток центральной нервной системы. В результате свет действует по­ложительно на эмоциональную сферу че­ловека во время бодрствования, улучшает самочувствие, повышает жизненный тонус, обмен веществ. Предполагают, что стиму-

ляция организма видимым излучением осуществляется не только через зритель­ный анализатор, но и через кожу, посколь­ку в крови всегда имеется небольшое ко­личество гематопорфирина, который также является фотосенсибилизатором.

Ультрафиолетовое излучение, особенно области В (см. табл. 2), обладает силь­ным фотохимическим действием. Энергия квантов этого излучения достаточна для того, чтобы возбуждать входящие в со­став молекул белков и нуклеиновых со­единений остатки аминокислот (тирозин, триптофан, фенилаланин и др.), пиримиди-новых и пуриновых оснований (тимнн, ци-тознн и др.). В результате происходит рас­пад белковых молекул (фотолиз белков) с образованмем ряда физиологически ак­тивных веществ ,(гистаминоподобные, хо-лин, ацетилхолин и др.), активизирующих симпатико-адреналовую систему, обменные и трофические процессы. Общестимули-рующее «эритемное» действие ультрафио­летового излучения выражается в том, что усиливаются рост и регенерация тканей (в том числе после оперативных вмеша­тельств), гемопоэз, иммуногенез, сопротив­ляемость организма к действию инфекци­онных, токсических и канцерогенных аген­тов, улучшаются физическая и умственная работоспособность. Ультрафиолетовое из­лучение является мощным адаптогенным агентом, повышающим уровень здоровья. Интересно, что у облучаемых этим излуче­нием животных по сравнению с необдучае-мыми медленнее развиваются моделируе­мые заболевания (гипертония, атероскле­роз, рак, нефрит и др.).

Кроме того, благодаря фотохимическому действию ультрафиолетового излучения в поверхностных слоях кожи из находяще­гося в кожном сале 7,8-дегидрохолестери-на образуется холекальциферол (вита­мин Dз). Следовательно, ультрафиолетовое излучение (области В) обладает и антира­хитическим действием.

Среди защитных реакций, обусловливаю­щих адаптацию человека к солнечной ра­диации, имеют значение утолщение и уплотнение эпидермиса и образование пиг­мента меланина (загар).

Внимание исследователей давно привле­кает бактерицидное действие ультрафиоле­тового излучения Солнца, которое связыва­ют с действием облучения на нуклеиновые соединения микробной клетки. Вегетатив-

34

ные формы микробов и вирусы погибают под прямыми лучами солнца в течение 10—15 мин, споровые формы — 40— 60 мин. Наиболее сильным "бактерицидным действием обладает ультрафиолетовое излучение области С, которую генериру­ют бактерицидные и ртутно-кварцевые лампы.

Для измерения ультрафиолетовой со­ставляющей солнечной радиации приме­няются биологические, физические и хи­мические методы. В медицинской практи­ке наиболее распространен биологический метод, при котором единицей измерения служит биодоза. Биодоза — это то наи­меньшее количество ультрафиолетового излучения, которое вызывает на незаго-ревшей коже едва заметное покраснение через 8—20 ч после облучения. В науч­ных исследованиях применяют физический метод, при котором шкала измерительных приборов градуируется в микроваттах; биодоза равна 600—800 мкВт/см². Мини­мальная суточная профилактическая, доза, предупреждающая развитие рахита (и из­лечивающая от него), равна ¹/₈ биодозы (75—100 мкВт/см²), оптимальная доза ультрафиолетового излучения с точки зре­ния ее адаптогенного действия ¹/₄—¹/₂ био­дозы (200—400 мкВт/см²).

В условиях незагрязненной атмосферы в ясный день на юге СССР в 12 ч дня ультрафиолетовое облучение составляет около 19 мкВт/см²мин, т. е. за 5—8 мин облучения человек получает минимальную профилактическую дозу. Из этой радиации примерно 10 мкВт/см²мин приходится на прямую, а 9 мкВт/см²мин на рассеянную радиацию от голубого небосвода. При подъеме в горы на каждые 1000 м интен­сивность ультрафиолетового излучения воз­растает на 15%. Чем ниже спускается Солнце к горизонту, тем меньше интенсив­ность ультрафиолетового излучения. В ре­зультате загрязнения атмосферного возду­ха населенных мест дымом и пылью мо­жет утрачиваться до 20—40% и даже более ультрафиолетового излучения. Окон­ное стекло из-за примесей титана и железа задерживает до 80—90% наиболее ценной составляющей ультрафиолетового излуче­ния, т. е. области В. Очищенное от этих примесей, увиолевое стекло пропускает большую часть ультрафиолетового излуче­ния и может быть рекомендовано для больниц, детских учреждений и т. п.

Ультрафиолетовая недостаточность и ее профилактика. Недостаточное облучение организма ультрафиолетовой радиацией В. В. Пашутин (1902) назвал солнечным голоданием. Условия для полного солнеч­ного голодания до 6 мес. в году имеются в северных широтах, особенно в Заполярье. Однако и в средних широтах в зимние ме­сяцы (декабрь—февраль) наблюдается ультрафиолетовая недостаточность. Этому способствуют большое количество пасмур­ных дней, короткое пребывание на воздухе, теплая одежда, загрязнение атмосферного воздуха и остекления на промышленных предприятиях. Особо подвержены солнеч­ному голоданию люди, работающие в усло­виях искусственного освещения (рабочие угольной и горнорудной промышленности, строители метро и т. п.).

Ультрафиолетовая недостаточность отри­цательно сказывается на здоровье. Много­численные экспериментальные исследова­ния и наблюдения в натурных условиях продемонстрировали снижение адаптацион­ных возможностей организма, развитие анемии, ухудшение регенерации тканей, понижение сопротивляемости организма к токсическим, канцерогенным, мутагенным и инфекционным агентам, повышение утом­ляемости. Недостаток холекальциферола и связанное с ним нарушение обмена каль­ция и фосфора у детей приводят к рахиту, а у взрослых к остеопорозу, замедленному сростанию костей при переломах, увели­ченной заболеваемости кариесом зубов. Профилактика ультрафиолетового голода­ния заключается в правильной с гигиени­ческой точки зрения застройке населенных мест, охране атмосферного воздуха от за­грязнения, достаточном пребывании на от­крытом воздухе в дневное время (дети) с максимальным использованием для этой цели выходных дней (работающие), чисто­те остекления, применении увиолевого стек­ла, размещении находящихся на длитель­ном лечении больных на кроватях у окон, ориентированных на южные румбы, устрой­ство в детских учреждениях и больницах веранд с остеклением из увиолевого или органического стекла и т. п.

Хорошие результаты получены при про­филактическом облучении ультрафиолето­выми лучами беременных и кормящих женщин, детей, шахтеров, рабочих про­мышленных предприятий и других контин-гентов в специальных фотариях с помощью

Рис. 7. Профилактическое облучение ультра­фиолетовыми лучами с помощью эритемяых ламп.

ртутно-кварцевых или эритемных люмине­сцентных ламп (рис. 7). В спектр ртутно-кварцевой лампы входит 44% видимого, 19% ультрафиолетового излучения облас­ти А, 22% —области В, 15% —области С. Мощная ртутно-кварпевая лампа (300— 1000 Вт) в течение 1—2 мин облучения (на расстоянии 1—2 м от лампы) обеспе­чивает человеку профилактическую дозу ультрафиолетовой радиации. Недостатком ртутно-кварцевых ламп является излучение коротковолновых ультрафиолетовых Лучей области С. Из-за них в воздухе фотария образуется озон, поэтому его помещение должно хорошо вентилироваться. Облучае­мые должны защищать глаза специальны­ми очками с темными стеклами.

В настоящее время ртутно-кварцевые лампы заменяются эритемными, в спектр которых входит 20% видимого, 45% ульт­рафиолетового излучения области А, 35% —области В. Преимуществом эритем­ных является то, что они генерируют лишь те виды излучения, которые присущи сол­нечной радиации. Эти лампы небольшой мощности (30 и более Вт), и поэтому для быстрого облучения в фотариях применяют облучающие установки с несколькими (5— 10 лампами (см. рис. 7).

В северных районах эритемные лампы используются на предприятиях, в детских

3*

35

учреждениях, плавательных бассейнах, жи­лых помещениях, в светильниках среди осветительных люминесцентных ламп. За 3—4 ч люди, находящиеся в этих помеще­ниях, получают минимальную профилакти­ческую дозу ультрафиолетовых лучей.

Чрезмерное облучение и его профилак­тика. Даже однократное длительное пре­бывание в обнаженном виде под солнеч­ными лучами может быть причиной воз­никновения через несколько часов на об­лученных участках кожи воспалительной реакции — фотоэритемы, повышения темпе­ратуры тела и общего недомогания, сол­нечного удара. При постоянном чрезмер­ном облучении наблюдается ухудшение са­мочувствия, снижение работоспособности и сопротивляемости к действию вредных агентов, иногда похудание, обострение за­болеваний сосудов сердца и хронических воспалительных процессов, в том числе ту­беркулеза, и др. Доказано, что избыточная инсоляция вследствие мутагенного дейст­вия ультрафиолетовых лучей приводит к увеличению заболеваемости раком кожи лица. По данным А. В. Чаклина, рак кожи лица в южных районах СССР составляет 20—22% всех форм рака, а в северных районах лишь 4—7%.

Чтобы предупредить чрезмерное облуче­ние, необходимо соблюдать медицинские рекомендации при приеме солнечных ванн или работе в условиях открытой атмосфе­ры. Дети, пожилые и люди с заболевания­ми сосудов и сердца могут получить необ­ходимую дозу ультрафиолетовой радиации, облучаясь в тени (рассеянной радиацией).

Гигиеническое значение

температуры, влажности и скорости

движения воздуха

Атмосферный воздух нагревается глав­ным образом от почвы за счет поглощен­ного ею тепла. Вот почему минимальной температура воздуха бывает перед восхо­дом солнца, а максимальной — между 13 и 14 ч, когда поверхность почвы нагрета больше всего. Нагретые приземные слои воздуха поднимаются вверх, постепенно охлаждаясь. Поэтому с увеличением высо­ты над уровнем моря температура воздуха понижается в среднем на 0,6° С на каж­дые 100 м подъема.

Температура воздуха изменяется в зна­чительных пределах в зависимости от ши-

роты местности, достигая максимума (50— 63° С) в экваториальной Африке и миниму­ма (—70° С) в Арктике и Антарктике (—94° С). От экватора к полюсам дневные колебания температуры воздуха умень­шаются, а годовые увеличиваются. Бли­зость к морям, аккумулирующим тепло, смягчает климат, делает его более теплым, уменьшает суточные и сезонные колебания температуры.

Гигиеническое значение температуры воздуха заключается в том, что она явля­ется важнейшим фактором, влияющим на теплообмен человека. Воздействию небла­гоприятной температуры воздуха люди ча­ще всего подвергаются в условиях пребы­вания на открытом воздухе, при работе в горячих цехах (где имеются источники выделения тепла) и сверхглубоких (1 — 2 км) шахтах температура до 40° С и бо­лее), при обслуживании холодильников.

С поверхности водоемов, почвы и расте­ний постоянно испаряются водяные пары, обусловливающие влажность воздуха. Ги­гиеническое значение влажности воздуха заключается в ее влиянии на теплообмен. Кроме того, при уменьшении влажности воздуха ниже 30% снижается защитная функция мерцательного эпителия слизис­той оболочки верхних дыхательных путей. Чрезмерно сухой воздух (влажность ниже 25—20%) действует иссушающе на слизис­тую оболочку носовой части -глотки, вы­зывает неприятное ощущение сухости во рту.

Причиной движения воздуха является неравномерное нагревание земной поверх­ности. Движение воздуха характеризуется двумя показателями: скоростью и направ­лением. Скорость движения воздуха (вет­ра), измеряемая в метрах в секунду, ока­зывает большое влияние на теплоотдачу-человека и проветривание помещений. Кро­ме того, движущийся воздух, воздействуя на рецепторы, рефлекторно влияет на нерв­но-психическое состояние человека, уме­ренный ветер бодрит. Наиболее благопри­ятной скоростью ветра в жаркие летние дни, когда человек легко одет, считают 1 — 2 м/с. При скорости свыше 3—7 м/с про­является раздражающее действие ветра. Сильный ветер (более 20 м/с) мешает дыханию, механически препятствует вы­полнению работы и передвижению. В за­крытом помещении неприятное ощущение движения воздуха, сквозняка, наблюдает-

36

Рис. 8. Роза ветров с северо-западным направ­лением господствующего ветра. Частота вет­ров: с—45, СВ—54, В—24, ЮВ—28, Ю—28, ЮЗ—33, 3—46, СЗ—95, штиль—20.

ся, когда скорость его движения достигает 0,3—0,5 м/с.

Направление ветра определяется той частью горизонта, откуда он дует. Направ­ление и силу ветра учитывают при строи­тельстве и планировке населенных мест. Поскольку направление ветра часто меня­ется, необходимо знать господствующие в данной местности ветры. Для этого учиты­вают все направления ветров в течение се­зона или года и по этим данным строят график, получивший название розы вет­ров. Таким образом, роза ветров представ­ляет собой графическое изображение по­вторяемости ветров. Из рис. 8 видно, что в данной местности господствующее направ­ление ветра северо-западное, а наиболее редкие ветры — южные, восточные и юго-восточные. Следовательно, электростанцию или промышленный район наиболее рацио­нально расположить на южной, восточной или юго-восточной окраине населенного пункта. Тогда большинство дней в году промышленные выбросы будут относиться в сторону от населенного пункта.

Гигиеническое значение микроклимата

Теплопродукция организма в состоянии покоя составляет для «стандартного чело­века» (масса 70 кг, рост 170 см, поверх­ность тела 1,8 м²) до 293 кДж в час, при легкой физической работе — до 628, сред­ней тяжести—до 1256, тяжелой—1256... 2093 и более. Метаболическое тепло явля­ется своеобразным экскретом и должно

непрерывно удаляться из организма. Нор­мальная жизнедеятельность и высокая ра­ботоспособность человека сохраняются в том случае, если тепловое равновесие, т. е. соответствие между продукцией тепла и его отдачей в окружающую среду, дости­гается без напряжения терморегуляции. Отдача же тепла организмом зависит от условий микроклимата, который характе­ризуется комплексом факторов, влияющих на теплообмен, т. е. температурой, влаж­ностью, скоростью движения воздуха и радиационной температурой (т. е. средне­взвешенной температурой окружающих че­ловека поверхностей или интенсивностью солнечного или другого излучения). Мож­но говорить о микроклимате города, ули­цы, больничной палаты, операционной, це­ха и т. п. Чтобы понять влияние того или иного микроклимата на теплообмен организма, рассмотрим пути отдачи им тепла.

В нормальных условиях (при комнатной температуре 18° С) человек теряет около 85% тепла через кожу и 15% тепла на на­гревание принимаемой пищи, питья, вдыха­емого воздуха и на испарение воды в лег­ких. Из 85% тепла, отдаваемого через ко­жу, примерно 45% теряются излучением, 30% —проведением и 10% —за счет испа­рения влаги с поверхности кожи. Эти соот­ношения значительно меняются в зависи­мости от условий микроклимата.

Потеря тепла излучением по закону Сте­фана—Больцмана зависит от разницы между температурой кожи тела человека и радиационной температурой, она описыва­ется уравнением:

Е=К(Т⁴₁— Т⁴₂),

где Е — потеря тепла излучением, К — по­стоянная величина (5,77 • 10^-12 Дж/с), 1\ — абсолютная температура кожи человека, Т² — абсолютная температура окружаю­щих человека поверхностей. Из уравнения видно, что если Т₁ > Т₂ — радиационный баланс отрицательный, при Т₁ < Т₂ — он ложительный, т. е. человек получит от на­ходящихся на расстоянии от него стен или других предметов больше теплового излу­чения, чем отдаст им. Подобная ситуация бывает нередко в горячих цехах и способ­ствует перегреву. В условиях открытой ат­мосферы потеря тепла излучением зависит от солнечной радиации, температуры поч-

вы и стен зданий. Температура, влажность и скорость движения воздуха на потерю тепла излучением не влияют.

Потеря тепла проведением осуществля­ется путем соприкосновения тела человека с окружающим воздухом — конвекция или с предметами (пол, стена) — кондукиия. Основное количество тепла теряется кон­векцией. Потеря тепла конвекцией прямо пропорциональна разности между темпера­турой кожи и температурой воздуха — чем больше разность, тем больше теплоотдача. Если же температура воздуха возрастает, то потеря тепла конвекцией падает, а при температуре 35—36° С прекращается. По­теря тепла конвекцией возрастает и с уве­личением скорости движения воздуха, но воздух, имеющий большую скорость дви­жения, не успевает нагреваться у тела и поэтому ненамного усиливает отдачу теп­ла. В то же время, воздействуя на баро-рецепторы, он оказывает раздражающее действие. Поэтому в горячих цехах, где искусственно создаваемое обдувание ис­пользуют с целью увеличения теплоотдачи, скорости движения воздуха, превышаю­щие 2—3 м/с, не применяют.

Влажный воздух, увеличивая влажность одежды, ухудшает ее теплозащитные свой­ства (увеличивая теплопроводность), т. е. при низкой температуре воздуха приво­дит к увеличению потери тепла проведе­нием. Кроме того, влажный воздух обла­дает большей теплоусвояемостью, т. е. от­бирает большее количество тепла в едини­цу времени, чем сухой, и поэтому он уско­ряет охлаждение. Кстати, пол из керами­ческих плиток имеет большую теплоусвоя-емость, чем деревянный, и потому он вос­принимается нами как более холодный, при одинаковой с деревянным темпера­туре.

Потеря тепла испарением зависит от ко­личества влаги (пота), испаряющейся с поверхности тела. При испарении 1 г вла­ги организм теряет 2,43 кДж тепла (скры­тая теплота испарения). При комнатной температуре с поверхности кожи человека испаряется около 0,5 л влаги в сутки, с которыми отдается около 1200 кДж. С повышением температуры воздуха и стен потеря тепла излучением и конвекцией понижается, человек потеет и резко увели­чивается теплопотеря испарением (рис. 9). Если температура внешней среды выше температуры тела, то единственно зозмож-

10 20 30

Температура воздуха в ^оС

Рис. 9. Пути теплоотдачи организма при раз­ной температуре воздуха (во всех случаях влажность 50%, скорость движения воздуха 0,2 м/с, температура стен равна температуре воздуха).

ной является потеря тепла за счет испа­рения. В особо трудных условиях (при тя­желой работе и высокой температуре внешней среды) количество выделяемого пота достигает 5—10 л в день (горячие це­хи, пустыни). При испарении его организм может потерять 12142...24284 кДж тепла. Этот вид теплоотдачи очень эффективный, но только в том случае, если имеются условия для испарения пота. При профуз-ном потении, когда пот стекает по телу, не успевая испаряться, охлаждающий эф­фект невелик.

Возможность потери тепла испарением усиливается при уменьшении влажности и увеличении скорости движения воздуха. Температура воздуха и радиационная тем­пература на потерю тепла испарением не влияют.

Таким образом, движение воздуха уси­ливает потерю тепла конвекцией и испа­рением и, следовательно, при высокой тем­пературе внешней среды является благо­приятным фактором. Поэтому в жаркую погоду обмахивание, обдувание вентилято­ром и т. п. улучшают самочувствие, а без­ветрие, ухудшая теплоотдачу, способствует перегреву. При низкой температуре движе-

Рис. 10. Влияние микроклимата на организм человека.

ние воздуха, увеличивающее теплоотдачу конвекцией, следует рассматривать как не­благоприятный фактор. Оно усиливает опасность отморожения и простуды. Даже при высокой температуре внешней среды, если одежда у человека влажная или ко­жа его покрыта потом, сильное движение воздуха (сквозняк), резко увеличивая по­терю тепла испарением, может привести к простудному заболеванию.

Большая влажность воздуха (свыше 70%) неблагоприятно влияет на теплооб­мен как при высокой, так и при низкой температурах. Если температура воздуха высокая (больше 30° С), то большая влаж-

¹ В испарении участвует вся поверхность кожи человека (1,8 м²).

ность, затрудняя испарение пота, ведет к перегреванию. При низкой температуре вы­сокая влажность воздуха способствует бо­лее сильному охлаждению. Это объясняет­ся тем, что во влажном воздухе усиливает­ся потеря тепла, конвекцией. Как указыва­лось ранее, очень сухой воздух также дей­ствует неблагоприятно. Поэтому оптималь­ная влажность воздуха находится в пре­делах 30—60%.

При комфортном микроклимате физио­логические механизмы терморегуляции не напряжены, хорошее теплоощущение, оп­тимально функциональное состояние цент­ральной нервной системы, высокая физи­ческая и умственная работоспособность, организм человека устойчив к воздействию негативных факторов среды. Дискомфорт-

39

ный микроклимат может быть перегреваю­щим и охлаждающим. При дискомфортном микроклимате имеет место напряжение процессов терморегуляции, плохое тепло-ощущение, ухудшение условнорефлектор-ной деятельности и функции анализато­ров, понижается работоспособность и ка­чество труда, падает устойчивость организ­ма к действию вредных факторов (инфек­ционных, химических и др.). Дискомфорт­ный микроклимат может быть причиной острых и хронических заболеваний (рис. 10). С целью предупреждения неблагоприят­ного влияния на организм микроклимата осуществляют четыре группы мероприя­тий. Первая группа мер заключается в на­учном обосновании гигиенических норма­тивов микроклимата для помещений раз­личного назначения. Так, для жилищ в холодное время года установлены следую­щие нормативы: температура воздуха 18— 20° С, влажность 30—60%, скорость дви­жения воздуха 0,1—0,2 м/с, температура стен ±2° С по сравнению с нормируемой температурой воздуха. Вторая группа мер заключается в воздействии на окружаю­щую среду с тем, чтобы довести микрокли­мат до оптимальных гигиенических требо­ваний или в крайнем случае до показате­лей, не оказывающих неблагоприятного влияния на здоровье и работоспособность. К этим мерам принадлежат отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, солнцезащитные меры (козырьки, шторы и др.), устранение причин перегрева на производстве (изменение технологии, изо­ляция источников тепла и т. п.), нормали­зация условий на рабочем месте (воздуш­ный душ, экран и др.). В третью группу входят меры, направленные на человека: подбор одежды (в том числе с электро­подогревом), закаливание, рациональный режим труда и отдыха, рациональное пи­тание и питьевой режим (специальные на­питки, подсоленная газированная вода и др.). К четвертой группе относятся меди­ко-профилактические мероприятия: меди­цинский отбор при приеме на работу, пе­риодические медицинские осмотры с целью выявления лиц с нарушениями здоровья, вызванными дискомфортным микроклима­том, санитарно-просветительная работа по профилактике перегревов или переохла­ждений и др.

40

Гигиеническое значение атмосферного давления

Суточные колебания атмосферного дав­ления обычно не превышают 0,3—0,4 кПа (2—3 мм рт. ст.). Подобные изменения ат­мосферного давления не оказывают отри­цательного влияния на организм человека. Большие колебания давления воздуха на­блюдаются при прохождении воздушных фронтов.

Подобные изменения барометрического давления (до 1,3—2,5 кПа в сутки) в ком­плексе с изменением других метеорологиче­ских факторов способны оказать неблаго­приятное влияние только на метеочувстви­тельных людей.

Более значительным изменениям атмо­сферного давления организм человека под­вергается при полетах на самолете и вос­хождении на горы. Однако при этом основ­ным отрицательным фактором является сопутствующее падению атмосферного дав­ления понижение парциального давления кислорода. Само по себе понижение ат­мосферного давления вызывает высот­ный метеоризм, обусловленный рас­ширением газов в пищевом канале, что влечет за собой ряд функциональных рас­стройств: высокое стояние диафрагмы, ограничение глубины "дыхания, затрудне­ние притока крови к правому предсердию и др. Высотный метеоризм усугубляет действие кислородной недостаточности. На высоте более 10 км вследствие очень низ­кого давления может развиться высотная декомпрессионная болезнь. Полеты на та­кой высоте возможны лишь с применением скафандров или в самолетах с герметиче­скими кабинами.

Резкое понижение или повышение атмос-ферного давления, например, при бы­стром подъеме или спуске самолета вызы­вают столь же резкие изменения давления воздуха в барабанной полости среднего уха и в околоносовых пазухах. Неприят­ные ощущения «заложенности» в ушах и боль наблюдаются у тех лиц, у которых в слуховой трубе или в околоносовых па­зухах имеются воспалительные процессы, препятствующие выравниванию давления воздуха в этих полостях и наружного. Влияние перепадов давления должно учи­тываться санитарной авиацией, в особен­ности при транспортировке раненных в го­лову, грудь, живот и т. д.

Действию повышенного атмосферного давления-подвергаются водолазы (опуска­ние на 10 м повышает давление на 1,01• • 10² кПа), акванавты, люди, работающие в кессоне. При этом основными опасны­ми обстоятельствами являются сопутствую­щее повышение парциального давления азота (наркотическое действие при давле­нии 4,04—5,05 • 10² кПа и более) и кисло­рода. При неправильном (быстром) пони­жении давления может развиваться деком-прессионная (кессонная) болезнь.

Гигиеническое значение атмосферного электричества

Электрические свойства атмосферы ха­рактеризуются ионизацией воздуха, элек­трическим и магнитным полем Земли, гро­зовыми разрядами и рядом других явле­ний. Одним из первых гигиенистов, указав­ших на необходимость учитывать электри­ческие свойства воздушной среды при ее гигиенической оценке, был И. П. Скворцов (1847—1921). Современные открытия в об­ласти электрометеорологии и биофизики повысили интерес к этому вопросу, тем бо­лее, что в настоящее время появились мощные источники антропогенного воздей­ствия на электрическое состояние атмосфе­ры. Источниками электромагнитных полей диапазона радиочастот являются радио­станции, телевизионные центры, радиоло­каторы и др. Источниками электромагнит­ных полей промышленной частоты являют­ся высоковольтные линии электропередач.

Ионизация воздуха. Основной постоян­но действующей причиной ионизации при­земных слоев воздуха являются космиче­ские лучи и излучения радиоактивных ве­ществ. Но образующиеся из газов воздуха мономолекулярные ионы недолговечны, к ним присоединяется по 10—15 молекул га­за и таким образом создаются более стой­кие компоненты, несущие элементарный заряд. Это так называемые легкие, или бы­стрые, ионы с радиусом 7—10• 10^-8 см. Со­прикасаясь с взвешенными в воздухе час­тицами пыли и капельками воды, легкие ионы отдают им свой заряд, в результате чего образуются средние (радиус 80— 250 • 10^-8 см) и тяжелые (радиус 250— 550 • 10^-8 см) ионы, участие которых в электропроводности воздуха ничтожно. Од­новременно с образованием ионов идет процесс их «гибели» вследствие воссоеди-

41

нения разноименных ионов и сорбции их пылью, водяными парами и т. д. Уже одно это позволяет предположить, что чем чище воздух, тем более он ионизирован за счет легких электроотрицательных ионов. Ис­следования подтвердили данную гипотезу. Если в сельской местности ионизация дер­жится на уровне 1000 легких ионов в 1 мл, а на некоторых горных и морских курортах 2000—3000 ионов и более, то в промышленных центрах с загрязненной ат­мосферой она снижается до 400—100 ио­нов, причем преобладают положительные ионы. В закрытых помещениях легкие от­рицательные ионы поглощаются в процессе дыхания, пылью, одеждой. Таким образом, степень ионизации воздуха является хоро­шим санитарным индикатором его чистоты (А. А. Минх). В отношении физиологиче­ского действия аэроинов в естественных концентрациях единого мнения нет. В ряде экспериментов дыхание специально деио-низированным воздухом ухудшало физио­логическое состояние людей и животных. У людей появлялась сонливость, головная боль, потливость, повышалось артериаль­ное давление, увеличивалось количество недоокисленных соединений в моче. Вды­хание воздуха, обогащенного ионами (1000—2000 в 1 мл), прекращало эти явле­ния. Поэтому было сделано предположе­ние, что освежающие свойства комнатного воздуха в значительной мере зависят от числа легких ионов. В связи с этим в на­стоящее время иногда применяется обога­щение легкими ионами кондиционируемого воздуха в кинотеатрах, больницах, детских и спортивных учреждениях в концентрации порядка 4000—5000 в 1 мл.

Электрическое поле. Земля и атмосфера представляют собой своеобразный конден­сатор, в котором Земля несет отрицатель­ный заряд, верхние слои атмосферы по­ложительный, а воздух между ними играет роль плохо проводящей электрический ток прокладки. Обычно градиент потенциала равен 130 В/м, т. е. разница напряжен­ности поля между головой и стопами взрослого человека 225 В. Эта разница по­тенциалов не оказывает существенного действия на организм, тем более, что тело является относительно хорошим проводни­ком электричества и потенциал его поверх­ности уравнивается с потенциалом Земли. В закрытых помещениях (здания, тран­спорт) электрическое поле отсутствует.

Апериодические колебания электрического поля связаны с влиянием метеорологичес­ких условий и атмосферных загрязнений на электропроводность воздуха. Так, при туманах, сильном загрязнении атмосферы напряженность электрического поля воз­растает до 500 В/м и более, а при грозах даже до 1 000 000 В/м. О влиянии подобных колебаний напряженности электрического поля на организм человека четких данных нет, вероятно, потому, что колебанию его сопутствуют и другие изменения погоды, которые совместно вызывают метереотроп-ные реакции у чувствительных людей.

Некоторые сведения о действии электри­ческого поля на человека получены в связи с изучением статического электричества. Под статическим электричеством понимают неподвижные заряды постоянного знака и связанное с ними электрическое поле, ко­торые возникают при трении между ди­электриками. В производственных услови­ях подобное наблюдают при разматывании рулонов бумаги, в производстве синтетиче­ских волокон и т. п. В быту это связано с использованием синтетических полимерных материалов для белья, одежды, отделки полов и т. п., эксплуатация которых часто сопровождается образованием и накопле­нием на их поверхности электростатиче­ских зарядов. В производственных услови­ях напряженность поля статического элек­тричества достигает миллионов, а на элек­тризующейся одежде до сотен тысяч В/м. При достаточной изоляции тело человека может накопить значительный заряд, ко­торый при контакте, например, пальцев ру­ки с заземленным предметом вызывает искровой разряд, болевое ощущение, ино­гда электротравму, взрыв и пожары при наличии в воздухе воспламеняющихся па­ров. Поскольку электрические заряды ло­кализуются на поверхности тела, то кожу рассматривают как критический (наиболее повреждаемый) орган при действии стати­ческого электричества. Электрические за­ряды поляризуют клеточные элементы, из­меняют ионные соотношения, действуют на рецепторы кожи, из-за чего ухудшается их способность воспринимать информацию об окружающей среде, изменяется поток аф­ферентных импульсов, идущих с экстеро-рецепторов кожи в соответствующие струк­туры мозга, что в порядке обратной связи приводит к неадекватным вегетативным реакциям.

У людей, подвергающихся действию электрического поля в производственных условиях, наблюдали астено-вегетативный синдром, сдвиги в кожно-вегетативных ре­акциях и иммунологической реактивности, повышение заболеваемости (за счет болез­ней органов кровообращения, нервной си­стемы и т. д.).

Эксперименты на животных, которых по­мещали в электрическое поле конденсато­ра, показали, что функциональные нару­шения со стороны вегетативной нервной системы начинают обнаруживаться лишь в том случае, если напряженность электри­ческого поля достигает 150—200 В/см. Ис­следования на людях дали примерно ана­логичный результат: пороговая величина оказалась порядка 500 В/см. При ней от­мечаются изменения болевой и осязатель­ной чувствительности, изменения в про­свете капилляров, температуры кожи и др. Падение бактерицидности кожи наблюда­ется при напряженности электрического поля 1000 В/см и более. Поэтому ведутся работы, чтобы с помощью соответствую­щей технологии снизить электрозаряжен-ность синтетических тканей до 250— 300 В/см.

Геомагнитное поле Земли. Геомагнит­ное поле зависит от солнечной радиации и поэтому периодически изменяется. Резкие, апериодические изменения его называются геомагнитными бурями. Причиной возник­новения геомагнитных бурь являются крупные вспышки в хромосфере Солнца (солнечная активность), вслед за которы­ми (через' 26 ч) начинается деформация магнитного поля Земли и изменения в ионосфере. Этим путем опосредуется влия­ние солнечной активности на биосферу на­шей планеты. После крупной хромосфер-ной вспышки нарушается радио- и теле­фонная связь, появляются полярные сия­ния, часто наблюдаются бури, смерчи, тайфуны, провоцируются землетрясения. Тридцатилетние исследования Пиккарди показали, что при геомагнитных бурях из­меняется скорость некоторых химических реакций. Накоплено много данных о влия­нии солнечной активности на жизнедея­тельность микроорганизмов (изменяются скорость размножения и вирулентность) растений и животных. Изучение этих явле­ний является предметом относительно мо­лодой науки гелиобиологии. Медицинская гелиобиология изучает влияние солнечной

42

активности и, следовательно, геомагнитных бурь на здоровье человека. Многочислен­ными работами показано, что через 2...3 дня после крупной хромосферной вспышки уменьшается количество эритроцитов и лейкоцитов в крови, повышается ее свер­тываемость, учащаются гипертонические кризы, инсульты, инфаркты миокарда, обо­стрения у больных некоторыми психиче-скими болезнями и др. Установлено, что на людей влияет не столько абсолютная величина изменения напряженности гео­магнитного поля, сколько скорость его из­менения, причем биологически активно как повышение, так и понижение напряжен­ности (В. Г. Бардов).

Удаление антропогенных источников электромагнитных полей (радиостанций и т. п.) должно быть таким, чтобы уровень напряжения поля не превышал в зоне жи­лой застройки при средневолновом диапа­зоне 10 В/м, коротковолновом — 4 В/м, ультракоротковолновом — 2 В/м, а при сверхвысокочастотном — 1 мкВт/см². Более высокий уровень напряжения поля оказы­вает прежде всего неблагоприятное влия­ние на функциональное состояние цент­ральной нервной системы жителей. Высота подвеса высоковольтных линий электро­передач и их расположение по отношению к местам проведения полевых или других работ должно быть таким, чтобы человек не подвергался воздействию электрическо­го ноля с напряженностью более 5 кВ/м при кратковременном и 0,5 кВ/м при длительном воздействии (Ю. Д. Думан-ский).

Природная радиоактивность и ее гигиеническое значение

Природная радиоактивность обусловлена космическими лучами и излучением есте­ственно радиоактивных веществ, находя­щихся в горных породах, почве, воде, воз­духе, тканях живых организмов.

Основные свойства различных видов ио­низирующих излучений представлены в табл. 5.

Единицы измерения дозы ионизирующих из­лучений. Дозой ионизирующих излучений назы­вается энергия, переданная излучением элемен­тарному объему или массе облучаемого веще­ства. Различают экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы облучения.

Экспозиционная доза (Д₀) — это отношение созданного излучением в воздухе суммарного заряда ионов одного знака к массе этого воз­духа.

Размерность экспозиционной дозы —кулон на килограмм (Кл/кг). Соотношение между Кл/кг и ранее применявшейся единицей экспо­зиционной дозы рентгеном (Р) следующее: 1 Кл/кг = 3878 Р; 1Р = 2,58 • К)-⁴ Кл/кг.

Определив экспозиционную дозу, можно вы­числить поглощенную дозу. Поглощенная доза (Д) — это отношение энергии, переданной иони­зирующим излучением веществу, к массе этого вещества: Размерность ее — джоуль на кило­грамм (Дж/кг). Единица измерения в системе СИ является Грей (Гр). Соотношение между Гр и ранее применявшейся единицей измерения по­глощенной дозы ионизирующего излучения ра­дом следующее: 1 Гр = 100 рад; 1 рад = = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр.

Фактически биологическое действие ионизиру­ющего излучения зависит от поглощенной дозы. Поглощенную дозу в Гр вычисляют с помощью уравнения Д — Д₀ • К, где Д₀ — экспозиционная доза, К — коэффициент поглощения (для возду­ха 0,87, биологической ткани 0,93). Кл/кг и Гр — физические единицы. Определение их недоста-

43

Таблица 3 Основные свойства ионизирующих излучений

точно для суждения о биологическом действии конкретного ионизирующего излучения, так как они в этом отношении различаются между со­бой. Относительная биологическая эффектив­ность различных ионизирующих излучений ха­рактеризуется коэффициентом качества и при­ведена в табл. 3.

Для учета биологической эффективности из­лучений введена единица биологической дозы — эквивалентная доза излучения (Д_эк). Она выра­жается в Дж/кг. Зная поглощенную, эквивалент. ную дозу, можно вычислить с помощью уравне­ния Д = Д • К, где Д — поглощенная доза в Гр, К — коэффициент качества.

Ранее применявшаяся единица измерения Д_{эк бэр} равна 0,01 Дж/кг.

За единицу активности принят беккерель (Бк)—активность такого количества радиоак­тивного вещества, в котором происходит 1 рас­пад в 1 с.

Облучение организма человека за счет природной радиоактивности. В окружаю­щей среде содержатся незначительные ко­личества радиоактивных веществ, испус­кающих ионизирующее излучение. Так, в среднем активность почвы — 74 Бк/кг, во­ды морей и рек 3,7—3,7 •10^-2 БК/л, возду­ха над сушей — 4,8 • 10^-3 БК/л, над океа­ном — 3,7 • 10^-6 БК/л, в растениях и мяг­ких тканях животных — 3,7—35 Бк/кг. Проникая с пищей, водой и воздухом в че­ловеческий организм, радиоактивные ве­щества присутствуют в мягких тканях (главным образом калий) и депонируют­ся в костях (радий, полоний и др), подвер­гая человека внутреннему облучению. Кро­ме того, из межпланетного пространства в земную атмосферу проникают обладающие ионизирующими свойствами космические лучи. Вследствие всего изложенного ясно, что человек подвергается воздействию внешнего и внутреннего облучения, в сред­нем 0,0011 Дж/кг в год. Поскольку этому облучению человеческая популяция под­вергалась в течение всего своего существо­вания, то полагают, что в результате есте­ственного отбора она приспособилась к нему. В отношении необходимости этой ра­диации для оптимальной жизнедеятельно­сти мнения противоречивы, убедительных доказательств нет.

Вместе с тем природный радиоактивный фон несомненно играет определенную роль в мутационном процессе, причем полагают, что редкие положительные мутации не спо­собствуют дальнейшей биологической эво­люции человека, так как законы естествен­ного отбора для последнего потеряли в современных условиях свое значение. По-

этому считают, что происходящие среди лю­дей мутации за счет естественной радиоак­тивности являются фактором отрицатель­ным и следует признать нежелательным увеличение природного фона облуче­ния человека. Доза, удваивающая спонтан­ные мутации человека, находится в преде­лах 0,1...1,0 Дж/кг. Поэтому гигиенисты полагают, что дополнительное к фоновому облучение населения не должно превышать 0,02—0,03 Дж/кг за 30 лет, этот норматив гарантирует генетическую и бластомоген-ную безопасность. Из этого норматива исходят при разработке мероприятий по охране окружающей среды от источников ионизирующих излучений.

Имеются местности с увеличенным со­держанием радиоактивных веществ в почве и горных породах (это приводит к повыше­нию радиоактивности воды, растений и от­части воздуха) где облучение людей дости­гает 0,01 Дж/кг в год и более. О влиянии подобного облучения на население четких данных в научной литературе нет, имеются лишь отдельные сообщения об увеличении числа хромосомных аберраций.

Доза облучения населения во многом за­висит от антропогенных источников иони­зирующих излучений. Из них наибольшее значение имеют рентгендиагностичеекне процедуры. В СССР они добавляют к при­родному фону около 0,00025 Дж/кг в год, в Швеции — 0,0004, Франции — 0,00058, США — 0,0014 Дж/кг. Дополнительное об­лучение за счет светящихся циферблатов часов (до 0,00001 Дж/кг) и телевизоров (до 0,00002...0,00003 Дж/кг в год) неве­лико.

В настоящее время в СССР осуществля­ется ряд мероприятий, цель которых не допустить увеличения дозы облучения на­селения за счет антропогенных источников ионизирующих излучений. Из них основны­ми являются: 1) меры, направленные на уменьшение рентгендиагностической на­грузки населения, 2) меры по охране окру­жающей среды от загрязнения радиоактив­ными отходами атомной промышленности и атомных электростанций.

Огромное значение для охраны окружа­ющей среды от заражения радиоактивны­ми веществами в глобальном масштабе имеет заключенный по инициативе СССР Московский договор о запрещении назем­ных испытаний ядерного оружия.

Дозиметрический контроль на объектах,

44

Таблица 4

Состав атмосферного и выдыхаемого человеком воздуха

использующих источники ионизирующих излучений, а также исследование атмо­сферного воздуха, осадков, почвы, воды, растений, пищевых продуктов и других предметов на радиоактивность, осуществ­ляют радиологические лаборатории город­ских, областных и республиканских сани­тарно-эпидемиологических станций.

СОСТАВ ВОЗДУХА

И ЕГО ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Природный состав атмосферного

воздуха и гигиеническое значение

отдельных компонентов

Атмосферный воздух представляет собой физическую смесь азота, кислорода, угле­кислого газа, аргона и других инертных газов в соотношениях, указанных в табл. 4. Состав воздуха при подъеме даже на не­сколько десятков километров меняется ма­ло. Но ввиду того, что с высотой воздух разрежается, содержание каждого газа в единице объема уменьшается (падает пар­циальное давление¹). К примесям принад­лежат: озон, выделяемые растительностью фитонциды, газообразные вещества, обра­зующиеся в результате биохимических про­цессов и радиоактивного распада в почве, и др.

Кислород (20,94%, парциальное давле­ние около 21,3 кПа) —важнейший компо­нент воздуха. Колебания содержания кис­лорода в открытой атмосфере незначитель­ны. Если наиболее чистый воздух у бере­гов моря содержит до 20,99% кислорода, то даже в наиболее загрязненном воздухе промышленных центров его имеется не ме­нее 20,5%. Подобные колебания содержа­ния кислорода в воздухе не оказывают за­метного влияния на человеческий организм. При повышении температуры воздуха до 35—40^о С и большой влажности парциаль­ное давление кислорода может снизиться до 18 кПа, что может оказать негативное влияние на больных с явлениями гипоксии. Физиологические сдвиги у здоровых людей

¹ Парциальным давлением газа в смеси на­зывается то давление, которое имел бы газ, ес­ли бы он один занимал весь объем смеси (раз­мерность парциального давления килопаскаль — кПа). Потому содержание газа в воздухе при нормальном давлении можно выражать и в про­центах и в кПа, а в условиях пониженного или повышенного давления только в кПа.

наблюдаются в том случае, если содержа­ние кислорода падает до 16—17% (парци­альное давление 16 кПа); при 11 —13% (парциальное давление 12 кПа) отмечает­ся выраженная гипоксия.

Кислородное голодание из-за снижения парциального давления кислорода может иметь место при полетах (высотная бо­лезнь) и при восхождении на горы (гарная болезнь, начинающаяся на высоте 2,5— 3 км). Физиологическое действие недостат­ка кислорода на разных высотах приведе­но в табл. 5.

Низкая концентрация кислорода может создаваться в воздухе замкнутых и герме­тически закрытых пространств, например в подводных лодках при аварии, а также в рудниках, шахтах и заброшенных колод­цах, где кислород может быть вытеснен другими газами. Предупредить действие недостатка кислорода при полетах можно с помощью индивидуальных кислородных приборов, скафандров или герметизацией кабин самолетов. В систему жизнеобеспе­чения космических кораблей или подвод­ных лодок входит аппаратура, поглощаю­щая из воздуха углекислый газ, водяные пары и другие примеси и добавляющая к нему кислород.

Для предупреждения горной болезни большое значение имеет постепенная акклиматизация (приспособление) на про­межуточных станциях к условиям разре­женной атмосферы. При пребывании в горах в крови увеличивается количество гемоглобина и эритроцитов, а окислитель­ные процессы в тканях за счет усиления синтеза некоторых ферментов протекают более полно, что позволяет человеку при­спосабливаться к жизни на все больших высотах. Имеются горные селения, рас­положенные на высоте 3—5 км над уров-

45

Таблица 5

Физиологическое действие недостатка кислорода на разных высотах

нем моря (Тибет), особо тренированным альпинистам удавалось совершать восхо­ждения на горы высотой 8 км и более без использования кислородных приборов.

Для врача большой практический инте­рес представляют особенности физиологи­ческого действия повышенных концентра­ций кислорода.

Еще Пристли, открывший кислород (1772), обнаружил, что в чистом виде по­следний обладает токсическим действием. В настоящее время считают, что в меха­низме токсического действия высоких кон­центраций кислорода ключевое место зани­мает окисление (самим кислородом или образованными в тканях свободными ра­дикалами) ферментов или коферментов, содержащих SН-группы. С этим связывают повреждение клеточных мембран при гипе-роксии. При дыхании чистым кислородом у животных через 1—2 ч обнаруживаются ателектазы в легких (из-за закупорки слизью мелких бронхов), через 3—6 ч — нарушение проницаемости капилляров лег-

ких, через 24 ч—явления отека легких. Еще быстрее развивается гипероксия в кислородной среде с повышенным давле­нием (гипербарическая гипероксия). У лю­дей через 3—6 ч появляются загрудинная боль или ощущение «загрудинного дис­комфорта» вследствие спазма бронхов я ателектазов.

Оптимальное парциальное давление кис­лорода находится в пределах 20...26,7 кПа, в условиях, когда требуется увеличить ра­ботоспособность человека при большой фи­зической нагрузке (горноспасатели) или при лечении больных с гипоксией,— до 42,7 кПа (до 40% кислорода).

Если в барокамере повысить давление до 303,9 кПа, то парциальное давление кислорода возрастет до 64 кПа. При пре­бывании человека в подобных условиях больше кислорода растворяется в крови (даже в плазме) и переносится к тканям. Улучшение кислородного режима в тканях лиц, находившихся в состоянии гипоксии, нормализует их жизнедеятельность. Этот

46

метод лечения называют гипербарической оксигенацией. Гипербарическая оксигена-ция используется в настоящее время в хи­рургии (операции на сердце, магистраль­ных сосудах и др.), неотложной помощи и терапии (большие кровопотери, отравление угарным газом и другими ядами, инфарк­ты, инсульты). Для этого в больницах со­оружаются палаты-барокамеры, бароопера-циониые, в некоторых городах автомашины скорой помощи оборудуются барокамера­ми на одного человека. В этих условиях очень важны профилактические меры по предупреждению гипероксии и декомпрес-сионных нарушений.

Азот (78,08%, парциальное давление около 80 кПа) и другие инертные газы при нормальном давлении физиологически не деятельны, их значение заключается в раз­бавлении кислорода. Присутствие азота в известной мере уменьшает токсическое действие избыточного парциального дав­ления кислорода.

Углекислый газ (0,03—0,04%, парци­альное давление — 0,03 кПа) — бесцвет­ный газ без запаха, он не раздражает сли­зистые оболочки и даже при большом со­держании в воздухе не обнаруживается человеком. Углекислый газ в 1,5 раза тя­желее воздуха и поэтому может накапли­ваться в нижней части замкнутых про­странств. Эти свойства углекислого газа могут способствовать отравлениям.

Вне населенных пунктов в атмосферном воздухе имеется 0,03—0,04% углекислого газа; в промышленных центрах содержа­ние его возрастает до 0,06%, а вблизи предприятий черной металлургии — до 1%.

Увеличение концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе приводит к развитию ацидоза, тканевой аноксии, угнетению клеточно­го метаболизма, расширению периферических сосудов, учащению дыхания и тахикардии.

При камеральных исследованиях действия различных концентраций углекислого газа на людей установлено следующее. Физиологическая реакция (незначительное расширение перифери­ческих сосудов) начинает обнаруживаться при концентрации 0,1%. При 0,5% углекислого газа физиологическая реакция усиливается (обнару­живаются изменения в электроэнцефалограмме), возрастает глубина дыхания, однако физическая и умственная работоспособность не страдают. При увеличении содержания углекислого газа до 1 % работоспособность не снижается, но об­наруживается начинающийся ацидоз. При 1— 2% углекислого газа работоспособность снижа­ется, у части людей появляются признаки ток­сического действия. Если концентрация более

47

2—3%. то явления интоксикации более выраже­ны. При «свободном выборе» газовой среды люди начинают избегать углекислого газа лишь тогда, когда его концентрация достигает 3%. При 10—12% наступают быстрая потеря созна­ния и смерть.

Описаны случаи тяжелых отравлений углекислым газом в замкнутых или герме­тически закрытых помещениях (шахты, рудники, подводные лодки), а также в ограниченных пространствах, где имело место интенсивное разложение органиче­ских веществ (глубокие колодцы, силосные ямы, бродильные чаны на пивоваренных заводах, канализационные колодцы и т. п.).

Учитывая приведенные данные считают, что на производствах, где имеются источ­ники углекислого газа, в космических ко­раблях, на подводных лодках его концен­трация не должна превышать 0,5—1%. В бомбо- и газоубежищах, а также в дру­гих критических условиях можно допустить концентрацию углекислого газа до 2%.

Загрязнение атмосферного воздуха и его гигиеническое значение

В городах воздух загрязняется выброса­ми промышленных предприятий и котель­ных (электростанций, заводов, жилых зда­ний), выхлопными газами автомобильного транспорта и др. В селах источниками сильного загрязнения воздуха могут быть крупные животноводческие комплексы.

Сжигание топлива является мощным источником загрязнения атмосферы. При этом в воздух выбрасываются летучая зо­ла, сажа, углекислый и угарный газы, сернистый ангидрид, оксиды азота, арома­тические углеводороды (в том числе бен-зпирен) и др. (табл. 6). О масштабе обра­зующихся выбросов можно судить по тому, что в результате сгорания одной тонны каменного угля в среднем выделяется око­ло 50 кг пылевидных веществ, до 20 кг сернистого ангидрида, 170 кг угарного газа.

Во многих городах Запада первое место среди источников загрязнения воздуха за­нимает автомобильный транспорт, в вы­хлопных газах которого содержится свыше 60 токсические веществ. Из них главные: углекислый и угарный газы, оксиды азота, альдегиды, углеводороды, в том числе бензпирен, свинец и др.

Таблица 6 Выбросы некоторых атмосферных загрязнений в США за 1968 г. (млн. тонн в год)

Выбросы промышленности по своему со­ставу очень разнообразны и по количеству велики (табл. 6). Ветер способен разно­сить атмосферные выбросы на большие расстояния — до 1—5 км и более. В каче­стве примера рассмотрим гигиеническое значение двух наиболее важных загрязни­телей атмосферного воздуха — сернистого ангидрида и угарного газа.

Сернистый ангидрид образуется при сгорании каменного угля, минеральных масел и других процессах. Ежегодно в атмосферу планеты вы­брасывается свыше 220 млн. т сернистого анги­дрида, который при взаимодействии с водяными парами образует аэрозоль еще более токсичной серной кислоты. Сернистый ангидрид в 2 раза тяжелее воздуха, что способствует загрязнению им приземного слоя атмосферы. В ничтожных концентрациях он вредно влияет на зеленые на­саждения,, особенно хвойные. Концентрация 0,8—0,9 мг/м³ нарушает фотосинтез, 2,6 мг/м³ на­носит растениям видимый вред, большие кон­центрации могут вызвать их гибель. В концент­рации 0,6 мг/м³ сернистый ангидрид вызывает у человека электрокортикальный рефлекс, 1,6— 3 мг/м³ — порог обоняния, 4—8 мг/м³ придает воздуху неприятный запах, 20—40 мг/м³ — порог раздражающего действия на слизистые оболочки (чиханье, кашель), 5 мг/м³—порог токсического действия в хроническом эксперименте. На осно­вании этих данных установлена среднесуточная ПДК — 0,05 мг/м³, а максимальная разовая — 0,5 мг/м³. Сопоставление ПДК и порогов различ­ного действия убеждает, что принятые нормати­вы гарантируют полную безопасность и для здо­ровья человека и для окружающей среды.

Угарный газ — бесцветный газ без запаха, не раздражает слизистой оболочки, что усиливает опасность отравления им. Угарный газ, образуя карбоксигемоглобин, нарушает доставку кисло­рода тканям. Из крови часть угарного газа диф­фундирует в ткани, нарушая в них деятельность дыхательных ферментов и, следовательно, тка­невое дыхание. Особо чувствительны к кисло­родному голоданию клетки центральной нервной системы. Поэтому в легких случаях отравления наблюдаются головная боль, тяжесть в голове, слабость, головокружение, тошнота, рвота, в тя­желых — потеря сознания, судороги, смерть.

Угарный газ содержится в дыме и в выхлоп­ных газах автотранспорта как продукт неполно-

го сгорания топлива. Он легче воздуха, поэтому при поступлении с дымом в атмосферу уносится в верхние слои воздуха и приземный слой атмо­сферы загрязняется сравнительно мало, все же в отдельных случаях вблизи крупных предприя­тий концентрация угарного газа достигала 100—-300 мг/м³. В городах на узких улицах с интен­сивным движением автотранспорта воздух мо­жет сильно загрязняться угарным газом (до 50— 200 мг/м³). В домашних условиях источником угарного газа является открытое сжигание газа в кухонных плитах. При неисправных газовых горелках (красное пламя вместо синего) и пло­хом проветривании (закрытая форточка, неисп­равный вытяжной канал) в воздухе кухонь ча­сто находили 50—100, а в отдельных случаях до 500 мг/м³ угарного газа. ПДК угарного газа в атмосферном воздухе—1 мг/м³.

Влияние загрязненной атмосферы на здоровье и санитарные условия жизни. Изучение влияния загрязненной атмосфе­ры на здоровье весьма сложно. Прежде всего потому, что загрязнение атмосферы изменяется во времени и в пространстве, поскольку зависит от многих причин и в том числе столь изменчивых, как направ­ление и сила ветра. Кроме того, в загряз­ненном воздухе чаще всего имеется не­сколько вредных веществ, которые на разных расстояниях от места выброса воз­действуют на человека в различных про­порциях.

Одновременно с загрязненным воздухом на здоровье влияют социально-бытовые условия, нередко худшие именно у тех кон-тингентоз людей, которые проживают в наиболее задымляемых районах городов. Достигнутые в изучении рассматриваемого вопроса результаты обусловлены правиль­ным подбором сравниваемых контингентов людей, квалифицированным и целенаправ­ленным медицинским обследованием, при­менением современных математико-стати-стических приемов многофакторyого ана­лиза, позволяющих при изучении патоло­гической пораженности и заболеваемости

48

определить степень корреляции между от­дельными факторами или их сочетаниями и нарушениями здоровья.

В итоге исследований выявлены следую­щие виды воздействия загрязненной атмо­сферы на организм человека и здоровье.

1. Загрязнения могут придавать воздуху запах и вызывать нежелательные рефлек­ торные защитные реакции. По гигиениче­ ским соображениям воздух не должен иметь посторонних запахов. Известно, что ощущение постороннего запаха сопрово­ ждается рядом рефлекторно развивающих­ ся вегетативных реакций: задержка дыха­ ния, уменьшение глубины дыхания и ухуд­ шение вентиляции легких, тошнота, голов-

ная боль.

2. Крупнодисперсная пыль, например, вблизи электростанций вызывает глазной травматизм; проживающие здесь жители обращаются за медицинской помощью по поводу засорения глаз и воспалений конъ­юнктивы в несколько раз чаще, чем насе­ление районов города с чистым воздухом.

3. Воздух, загрязненный пылевыми час­тицами и раздражающими газообразными примесями (например, сернистым ангидри­дом), воздействуя на слизистую оболочку дыхательных путей, снижает ее барьерные свойства, угнетает функцию мерцательного эпителия, вызывает воспалительные явле­ния. В легких детей, проживавших в тече­ние нескольких лет вблизи крупных элек­тростанций, рентгенологически наблюда­лись и явления начинающегося пневмоко-ниоза.

4. В задымляемых районах населенных мест нередко регистрируется неспецифиче­ское действие атмосферных загрязнений, которое выражается в ослаблении иммуно-защитных сил, ухудшении физического развития детей, увеличении общей заболе­ваемости, главным образом за счет острого и хронического бронхита, ангины и пнев­монии. Так, в ФРГ выявлена строгая мате­матическая зависимость между концентра­цией сернистого ангидрида в атмосферном воздухе и заболеваемостью населения бронхитом.

5. В районах, атмосфера которых за­грязняется предприятиями химической про­мышленности, цветной металлургии и т. п., наблюдаются и специфические проявления токсического действия различных выбро­сов, например, при загрязнении атмосферы фтористыми соединениями — флюороз зу-

оов у детей, при загрязнении антибиотика­ми или соединениями бериллия — аллерго-зы. Описаны даже (Новый Орлеан, Иоко­гама и др.) массовые заболевания бронхи­альной астмой из-за наличия в атмосфер­ных выбросах активных аллергенов.

6. Наличие в продуктах сгорания топли­ ва и в выхлопных газах автотранспорта 3,4-бензпирена и других канцерогенов по­ зволяет предположить, что загрязнение ат­ мосферы может приводить к увеличению заболеваемости населения раком легких. Выявить эту связь нелегко, учитывая, что между действием канцерогена и развитием злокачественного новообразования прохо­ дят годы.

Наибольшие концентрации канцерогенов находили либо в воздухе сильно задымляе­мых районов промышленных городов (на­пример, в Шеффилде до 4,2 мкг на 100 м³), или на улицах с интенсивным движением транспорта (например, в Лос-Анджелесе до 3,4 мкг на 100 м³). Экспериментаторам удалось индуцировать раковые опухоли у животных, длительное время затравляв-шихся в специальных камерах пылью, по­лученной из воздуха ряда крупных амери­канских и французских городов.

Заболеваемость раком легких увеличи­вается в тех городах, где растет загрязне­ние атмосферы; она в 2—3 раза меньше в сельской местности.

7. В ряде городов, преимущественно стран Запада, атмосферные выбросы столь значительны, что при неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде (без­ ветрие, температурная инверсия, при ко­ торой дым стелется к земле, антицикло- нальная погода с туманом) концентрация загрязнений в приземном воздухе дости­ гает критической величины, при которой наблюдается острая, выраженная реакция организма. Различают две ситуации: смог ¹ лондонского типа и лос-анджелесского (фотохимический туман).

Смог лондонского типа наблюдается при пас­мурной, туманной погоде, способствующей зна­чительному возрастанию концентрации серни­стого ангидрида и трансформации его в еще более токсичный аэрозоль серной кислоты. Одно­временное возрастание концентрации других ин­гредиентов атмосферных выбросов может усили­вать действие сернистого ангидрида или катали­зировать» превращение его в серный ангидрид,

¹ Смог — (англ. smog, сокращенно от smoke — дым и fog мгла)—густой туман, смешанный о дымом.

49

Наиболее легкие симптомы при действии смо­га — резь в глазах,, слезотечение, сухой кашель, тошнота, головная: боль. К умеренным симпто­мам относят кашель с мокротой, стеснение в груди, одышку, общую слабость, к тяжелым — чувство удушья. Тяжело переносят смог лица, страдающие бронхиальной астмой, декомпенси-рованными формами заболеваний сердца, хро­ническим бронхитом с эмфиземой и т. п.

Статистический анализ показал, что в дни смога резко возрастает обращаемость населения за медицинской помощью, в. том числе срочной, растет госпитализация больных, а также смерт­ность от заболеваний сердца, сосудов и органов дыхания, особенно среди пожилых людей. Так, в 1952 г. в Лондоне за пять дней смога умерло на 4000 человек больше, чем в среднем умирало за пять обычных дней. В последние десятилетия в связи с возрастающим загрязнением атмосфе­ры во многих городах капиталистических стран география смога расширяется, а частота его растет.

Фотохимический туман впервые наблюдался в Лос-Анджелесе, а теперь стал частым гостем многих зарубежных городов (Мехико, Токио и др.); в Лос-Анджелесе он бывает несколько десятков дней в году. Многолетние исследова­ния показали, что причина фотохимического ту­мана заключается в следующем. Молекулы, со­держащихся в выхлопных газах оксидов азота, возбуждаются за счет энергии ультрафиолето­вых лучей солнца. (N0 + е = N0*; N0₂ + е = = N0₂ ),а. затем, реагируя с кислородом возду-ха, образуют озон (N0* + 20₂ =NO₂ + О₃; N0₂ + 0₂ —► N0 + 0₃). Последний, реагируя с углеводородами выхлопных газов или выбросов нефтеперерабатывающих предприятий (в осо­бенности с олефинами), образует комплекс со­единений, названных фотооксидантами: органи­ческие перекиси, свободные радикалы, альдеги­ды, кетоны. Среди них пероксиацетилнитрит и пероксибензоилнитрит не только сами обладают сильным окислительным действием, но ускоряют окисление оксида азота (N0) с образованием озона. Накапливаясь при соответствующей пого­де (ясная-, безветрие) на улицах города, где много автомашин, озон и другие фотооксиданты вызывают сильное раздражение слизистых обо­лочек глаз, верхних дыхательных путей (слезо­течение, мучительный кашель), понижают види­мость в- атмосфере, губительно действуют на растительность. О концентрации фотооксидантов в воздухе судят по содержанию озона. Считают, что 0,3 мг/м.³ озона должно настораживать, 0,5— 0,6 мг/м³ вызывает сильный фотохимический ту­ман. Максимально при фотохимическом тумане обнаруживали. 1,2 мг/м³ озона.

8. Влияние загрязнений атмосферы на санитарные условия жизни сводится к сле­дующему. Интенсивное задымление атмо­сферного воздуха уменьшает прозрачность атмосферы, способствует облако- и тума-нообразованию' (пылинки — ядра конден­сации). Эти процессы усиливаются при на­личии в воздухе сернистого ангидрида и, следовательно, аэрозоля сернойкислоты,

Таблица 7

Предельно допустимые концентрации (ПДК.) некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест (при превышении ПДК опасность вещества возрастает от 4-го к 3-му классу опасности)

который, сорбируясь на пылинках, ускоря­ет конденсацию водяных паров. В резуль­тате в задымляемых городах увеличивает­ся количество пасмурных и туманных дней, снижается освещенность (до 30—50%), ин­тенсивность ультрафиолетовой радиации (на 20—30%, а в зимнее время до 50— 60% и более). Многие ингредиенты атмо­сферных загрязнений и в том числе пыль, закупоривающая поры листьев, оказывают неблагоприятное влияние на раститель­ность, вплоть до полной ее гибели (вблизи некоторых предприятий в радиусе до 5— 10 и более км). Население задымляемых районов городов жалуется на быстрое за­грязнение стекол, невозможность проветри­вания жилищ, коррозию металлических и бетонных конструкций, разрушение памят­ников и т. п.

Радикальное решение задач санитарной охраны атмосферного воздуха возможно только в условиях социалистического об­щества, когда нет частной собственности на землю, фабрики и заводы и когда нет никаких препятствий для проведения оздо­ровительных мероприятий даже самого крупного масштаба. Поэтому только после Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране началась эф­фективная и планомерная борьба с загряз­нением атмосферного воздуха.

Установлены допустимые концентрации в атмосферном воздухе тех или иных ве­ществ-загрязнителей (табл. 7). Благодаря

50 '

Рис. 11. Схемы установок для очистки выбросов в атмосферный воздух:

А — схема циклона: 1 — поступление газа; 2— выход очищенного газа; 3—бункер для осажденных взвешен­ных частиц.

Б— схема мультициклона: 1—поступление газа; 2— выход газа, 3 — циклонные элементы, 4 — бункер. В — схема скруббера: 1—вход газа, 2 — поступление воды; 3 — оросительный бак, 4 — распределительная на­садка; 5 — выход очищенного (т. е. промытого) газа; 6 и 7 — насадки.

Г — схема электрофильтра: 1 — коронирующий электрод; 2 — рама для укрепления электрода; 3 — осадитель-ный электрод; 4 — бункер.

четко проводимой системе мероприятии, несмотря на высокие темпы индустриали­зации города Советского Союза не знают, что такое смог, а воздушные бассейны многих из них, например, Москвы, в по­следние годы стали значительно чище.

Наиболее эффективным способом сохра­нения чистоты атмосферы является созда­ние новой промышленной технологии без выбросов в атмосферу. В СССР это пол­ностью реализовано в атомной промыш­ленности и на атомных электростанциях, которые в настоящее время меньше за­грязняют атмосферу, чем тепловые элек­тростанции. Борьба с загрязнением улич­ного воздуха городов возможна путем за­мены автомобилей электромобилями или дожигания выхлопных газов с примене­нием специальных катализаторов. Значи­тельному снижению количества пыли в атмосферном воздухе городов способству­ют их теплофикация и газификация. Гази­фикация значительно сокращает выбросы в атмосферный воздух, главным образом пыли и сажи, а теплофикация, при кото­рой сжигание топлива сосредоточивается на крупных объектах, позволяет улучшить очистку выбросов в атмосферу.

Для улавливания золы и пыли на про­мышленных предприятиях, электростанци­ях, теплоэлектроцентралях устанавливают­ся специальные очистные сооружения. С этой целью используются циклоны (в ко-

торых, благодаря вращению воздушного потока, пылевые частицы отбрасываются к стенкам и, потеряв скорость, скользят вниз и скапливаются в нижней части установ­ки), очищающие выбросы преимуществен­но от крупных взвешенных частиц (рис. 11). Для задержки мелких взвешен­ных частиц используются матерчатые, бу­мажные фильтры, электрофильтры, позво­ляющие увеличить эффективность очистки до 98% и более. В связи с развитием боль­шой химии важное значение приобретает очистка промышленных выбросов от вред­ных газов, для чего применяют различные способы, в основе которых часто лежит поглощение этих веществ водой, содовым или другим раствором при пропускании выбросов через специальные сооружения (скруббер). Высокие трубы (до 200— 300 м) способствуют рассеиванию загряз­нений.

Большая роль в охране атмосферного воздуха отводится архитектурно-планиро­вочным мероприятиям при застройке горо­дов и мероприятиям по их благоустрой­ству. Прежде всего территория городов должна быть разделена на жилые и про­мышленные районы с достаточной защит­ной зоной между ними. Промышленные районы должны располагаться так, чтобы преобладающие ветры дули по направле­нию от жилых районов на промышленные. Следует широко использовать защитную

51

роль зеленых насаждении и озеленять защитную зону между жильем и промыш­ленными предприятиями.

Для борьбы с почвенной пылью в насе­ленных местах осуществляется их благо­устройство: улицы и площади должны иметь гладкое покрытие, например асфаль­товое, все свободные территории должны озеленяться. Большое значение имеют ав­томаты, постоянно следящие за концентра­цией загрязнений в определенных точках и передающие эту информацию в соответ­ствующие АСУ. В настоящее время разра­ботаны математические модели, позволяю­щие по данным о степени загрязнения воз­духа и сведениям синоптиков прогнозиро­вать возможность смога, фотохимического тумана, ожидаемую концентрацию угар­ного газа на основных магистралях горо­да и т. п.

КЛИМАТ И ПОГОДА В ГИГИЕНИЧЕСКОМ ОТНОШЕНИИ

Погода. Под погодой понимают сово­купность физических свойств приземного слоя атмосферы в относительно кратком отрезке времени (часы сутки, недели),а под климатом присущим данной местно-сти многолетний закономерно повторяю-щииея режим погоды. Таким образом, по­года явление изменчивое, а климат — ста­тистически устойчивое.

Погода характеризуется совокупностью таких метеорологических факторов, как температура, влажность, скорость и на­правление движения воздуха, атмосферное давление, прозрачность и электрическое состояние атмосферы, характер облачно­сти, наличие осадков. Следовательно, пого­да является комплексным физиологиче­ским раздражителем.

Главной причиной изменений погоды яв­ляется движение воздушных масс. Воздуш­ная масса представляет собой часть при­земного слоя атмосферы (тропосферы), простирающегося обычно над территорией площадью в десятки или сотни квадрат­ных километров. Каждой воздушной массе присущи характерные для нее сочетания метеорологических условий, т. е. как бы «своя погода».

На земном ша имеется четыре основ­ные зоны формирования воздушных масс: арктическая, антарктическая, тропическая и экваториальная. В результате неравно­мерности нагрева различных, участков вод-

ных поверхностей и суши, особенностей рельефа, изменения активности Солнца, вращения Земли и других факторов, воз­душные массы постоянно перемещаются; заменяя воздушные массы, бывшие ранее над данной территорией, они вызывают смену погоды.

Наиболее быстрая смена погодной си­туации с резким изменением параметров метеорологических факторов в течение су­ток (например, давления воздуха на 1,3... 2,6 кПа, температуры — на 10...15° С) на­блюдается при прохождении фронта,т. е. пограничного слоя между двумя разными по своим свойствам воздушными массами. Накоплено много данных, позволяющих рассматривать погоду фронтального типа как сильный физиологический раздражи­тель.

Различают фронты: теплый, холодный и окклюзии. При окклюзии холодный фронт накладывается на теплый, поэтому изме­нения погоды менее резкие.

Прохождение фронта и смена воздушных масс чаще сочетаются с формированием одного из двух основных типов синоптиче­ского состояния атмосферы — циклона или антициклона.

Циклон (рис. 12) — область пониженно­го давления (диаметр до 2000...3000 км), с падением его от периферии к центру. Погода в циклоне неустойчивая, с больши­ми перепадами давления и температуры, повышенной влажностью воздуха, осадка­ми и уменьшением градиента электриче­ского поля Земли.

В европейскую часть СССР циклоны вторгаются чаще всего с запада. Сначала происходит потепление, барометрическое давление падает, отмечается увеличение количества электроположительных ионов, большая облачность, выпадает дождь или снег; после прохождения центра цикло­на — ливни, давление начинает повышать­ся, наступает похолодание и прояснение.

Антициклон — область повышенного

давления (диаметр 5000... 6000 км) с воз­растанием его от периферии к центру. Погода в установившемся антициклоне преимущественно устойчивая, сухая, без существенных осадков и с небольшими перепадами давления и температуры. Ле­том антициклоны приносят теплую и да­же жаркую погоду, кратковременные, иногда очень сильные ливни, грозы. Зи­мой приносят ясную, морозную погоду

52

Рис. 12. Схема циклона (по Бьеркнесу).

или холодную облачную, со снегопадом. Поэтому связь высокого давления с хо­рошей погодой (что указано в традицион­ных барометрах) не обязательна. Анти­циклоны обеспечивают устойчивую, но не обязательно приятную и ясную погоду. Циклоны и антициклоны сменяют друг друга. Погода имеет многогранное гигие­ническое значение. Жаркая погода может привести к напряжению терморегуляции и перегреву, холодная — к учащению про­студных заболеваний и обморожениям, пасмурная облачная погода снижает на 40—50% и более интенсивность ультра­фиолетовой радиации, безветренная по­года способствует загрязнению призем­ного слоя воздуха атмосферными выбро-

сами электростанций и промышленно­сти.

Здоровые люди с хорошо развитым адаптационно-приспособительным меха­низмом, как правило, «метеоустойчивы» даже к резким изменениям погоды. На­ряду с этим часть людей, в особенности больных, пожилых, «метеолабильны». Так, среди больных гипертонической болезнью метеочувствительных 50—80%. У метео­чувствительных людей резкие изменения погоды вызывают метеотропные реакции различной выраженности, вплоть до опас­ных для жизни. Характер и выражен­ность метеотропной реакции зависят от исходного состояния организма и заболе­вания, особенностей труда и быта. Чаще наблюдаются следующие симптомы: ухуд­шение общего самочувствия, нарушение сна, чувство тревоги, головная боль, го­ловокружение, снижение работоспособно­сти, быстрая утомляемость, резкое изме­нение артериального давления и т. д. Из­меняется чувствительность к лекарствен­ным веществам. Неблагоприятная погода отрицательно сказывается на течение ря­да заболеваний органов дыхания, эндо­кринной и пищеварительной систем, кож­ных, глазных, нервно-психических и др. Типичной метеотропной реакцией явля­ется так -называемая фантомная боль

у людей с ампутированной частью конеч-ности, боль в суставах.

Изучено влияние неблагоприятной по­годы на больных с патологией сердечно­сосудистой системы. При развитии так на­зываемых биотропных синоптических си­туаций или повышении солнечной активно­сти возрастает частота острых инфарктов миокарда, гипертонических кризов, инсуль­тов, приступов стенокардии. Ухудшается течение этих заболеваний, возрастает смертность. Многолетнее медико-статисти­ческое исследование, проведенное в Кие­ве, показало, что свыше 30% вызовов скорой помощи по поводу обострения сер­дечно-сосудистых заболеваний было свя­зано с неблагоприятными погодными условиями (Р. Д. Габович, В. Г. Бардов). Установлено, что организм человека реа­гирует, как правило, на весь синоптический комплекс в целом и лишь редко на отдель­ные его составляющие, например, на изме­нение давления.

Одна и та же синоптическая ситуация (погода) вызывает сравнительно более

53

выраженную метеотропную реакцию (и у большего числа лиц) в том случае, когда адаптационные ресурсы у людей снижены (например, весной из-за сезонного сниже­ния ультрафиолетового облучения или ви­таминной обеспеченности организма, не­достатков питания, перенесенных респи­раторных заболеваний, переутомления и т. п.).

Соответствующими мерами можно пре­дупредить неблагоприятное влияние пого­ды. Из них особого внимания заслужива­ют закаливание организма, правильный выбор одежды, улучшение жилищно-бы-т.овых условий и условий труда, норма­лизация микроклимата в производствен­ных, больничных и других помещениях, меры, уменьшающие влияние погоды при работах на открытом воздухе (сельское хозяйство, строительство и др.).

Большое значение придается профилак­тике неблагоприятного влияния погоды на метеочувствительных людей. К организа­ционным мерам принадлежат: учет метео­чувствительных больных как на врачеб­ном участке, так и в стационаре, с выде­лением лиц повышенного риска; органи­зация медицинского прогноза погоды на основе получения прогнозов синоптиков от метеорологических станций Гидроме­теослужбы СССР; оповещение лечебно-профилактических учреждений о медицин­ском прогнозе погоды.

Все разнообразие мер медицинской про­филактики можно свести к трем груп­пам: а) повышение неспецифической устойчивости организма, особенно в не­благоприятные сезоны года, путем зака­ливания, профилактического облучения ультрафиолетовой радиацией, рационали­зацией питания и витаминизацией, рацио­нальной организацией труда, быта и от­дыха; б) щадящие мероприятия, которые включают постельный или другой щадя­щий режим, перенос плановых операций или утомительных лечебно-диагностиче­ских процедур, направление амбулатор­ных больных в профилактории, перемена климата в неблагоприятный сезон года (использование отпуска), перевод больных повышенного риска в специальные пала­ты с искусственным микроклиматом (био­троны) , улучшение микроклиматических условий в палатах обычного типа путем использования кондиционеров и аэроио­низаторов и др.; в) плановые 10—15-днев-

ные профилактические курсы лечения при неблагоприятном месячном прогнозе пого­ды и срочные на основе оперативной ин­формации о биотрогшой погоде на бли­жайшие дни. При этом используются как неспецифические, так и специфические ле­карственные средства, физиотерапевтиче­ские меры и др.

Климат. Как важнейший компонент природной среды климат влияет на ха­рактер хозяйственной деятельности чело­века, его быт, санитарные условия жизни, здоровье, структуру и уровень заболевае­мости. От климата зависит распростране­ние различных возбудителей и их пере­носчиков, с чем связано географическое распространение многих болезней. Еще Гиппократ в «Афоризмах» указывал, что болезни по-разному протекают в различ­ных климатических условиях и рекомен­довал в лечебных и оздоровительных це­лях климатотерапию, получившую в на­стоящее время широчайшее распростра­нение. Успешно развивается медицинская география, которая изучает здоровье лю­дей и закономерности распространения болезней в различных географических зо­нах с учетом социальных условий.

Важнейшими климатообразующими фак­торами в той или иной местности явля­ются: 1) широта, которая определяет при­ток солнечной радиации, 2) высота над уровнем моря, рельеф и тип земной по­верхности (вода, суша, растительность), 3) особенности циркуляции воздушных масс, 4) близость к морям и океанам.

Показатели, характеризующие климат, должны отражать долгосрочные процес­сы. Поэтому ими являются статистиче­ские показатели, характеризующие темпе­ратуру, влажность воздуха, количество выпадающих осадков, атмосферное дав­ление, розу ветров и их скорость, количе­ство солнечной радиации, ясных и пас­мурных дней, длительность зимы, глуби­ну промерзания почвы. Для температуры и других метеорологических элементов надо знать среднемесячные и среднегодо­вые величины. Советский Союз отличает­ся большим разнообразием климатиче­ских условий. На его огромной террито­рии имеются области с арктическим климатом, с климатом хвойных и листвен­ных лесов, степным, пустынным, субтро­пическим и горным климатами.

Существуют и прикладные классифика-

54

ции климатов. Так, в строительной клас­сификации, исходя из средних температур января и июля, всю территорию СССР де­лят на 4 климатических пояса: холод­ный — с температурой января от —28° С до — 14° С и июля от +4° С до +22° С; умеренный — с температурой января от —14° С до —4° С и июля от +10° С до +22° С; теплый — с температурой января от —4° С до 0° С и июля от +22° С до +28° С; жаркий — с температурой января от —4^о С до +4° С и июля от +28° С до +34° С. Эта классификация учитывается при решении вопросов планировки и за­стройки населенных мест, ориентации зданий, толщины стен, расчета отопления, величины оконных проемов, глубины за­легания водопроводных труб, и т. д.

В медицинской практике применяется деление климата на «щадящий» и «раз­дражающий». «Щадящим» принято счи­тать теплый климат с малыми амплиту­дами температуры, с относительно не­большими годовыми, месячными, суточны­ми колебаниями других метеорологиче­ских элементов. «Щадящим», предъяв­ляющим минимальные требования к адаптационным физиологическим меха­низмам, является лесной климат средней полосы, Южного берега Крыма. «Раздра­жающий» климат характеризуется выра­женной суточной и сезонной амплитудой метеорологических элементов; он предъ­являет к приспособительным механизмам повышенные требования. Таким является холодный климат Севера, высокогорный, жаркий климат степных областей Сред­ней Азии. Основные особенности климата в этих районах заключаются в следую­щем.

Холодный климат Севера характеризу-ся низкими температурами воздуха, веч-номерзлым грунтом, отсутствием света зимой (полярная ночь) и ультрафиоле­товым голоданием, сильными ветрами, однообразием ландшафта. Это обусловли­вает напряжение терморегуляторных функ­ций, сужение капилляров и увеличение объема циркулирующей крови, повыше­ние основного и других видов обмена, ги­персекрецию желудка, со стороны нерв­ной системы усиление тормозных процес­сов, отрицательные психологические реак­ции из-за угнетающего действия темноты, однообразного ландшафта, иногда пони­женную работоспособность, быструю утом-

ляемость, расстройство сна, раздражитель­ность (в период полярной ночи). Возмож­но обострение хронических заболеваний: нервно-психических, ревматизма, сердца и сосудов, особенно гипертонической бо­лезни, болезней желудка и кишок и др.

Жаркий климат южных степей и пус­тынь характеризуется жарким летом с большими суточными перепадами темпе­ратуры воздуха, которая нередко превы­шает температуру тела, сухостью возду­ха, короткой зимой, избытком солнечной радиации.

Это обусловливает перегрев и связан­ное с ним напряжение терморегуляции, усиленное потоотделение (до 6—10 л пота в сутки) и потерю с потом минеральных солей и витаминов, снижение основного обмена, снижение артериального давле­ния, повышение частоты пульса, дыхания, снижение эритропоэза, гипосекрецию же­лудка, жажду, снижение аппетита. В жар­кое время дня работа изнурительна. По­добный климат неблагоприятно влияет на многих больных, например, с заболе­ваниями сердца, эндокринными, нервно-психическими, туберкулезом и др. Из-за избытка солнечной радиации учащается заболеваемость раком кожи и катарактой. Сухой степной климат показан больным с нефрозами и нефритами и противопока­зан при нефролитиазе.

Высокогорный климат (высота более 2 км). Здесь резко снижены атмосферное давление и парциальное давление кислоро­да, сухой, свободный от аллергенов воздух, понижена температура, сильные ветры, ин­тенсивное солнечное облучение, высокое альбедо снега. Помимо явлений кисло­родного голодания, высокогорный климат обусловливает компенсаторный эритро-поэз, увеличение жизненной емкости лег­ких, сдвиг кислотно-щелочного равнове­сия в сторону алкалоза, напряжение тер­морегуляторных функций, световой дис­комфорт.

Более мягкие и «щадящие» климаты используются в оздоровительных целях.

Заслуживает внимания климат хвойных и лиственных лесов с его прохладным и чистым воздухом, высокой влажностью и незначительными ветрами. Это создает возможности для организации лесных са­наториев и домов отдыха.

Теплый и мягкий средиземноморский климат Южного берега Крыма и части

55

Черноморского побережья Кавказа бла­гоприятно действует на организм челове­ка. Увеличивается количество эритроци­тов и гемоглобина, повышается обмен ве­ществ, а у детей усиливается рост. Ясное солнце, чистый воздух, шум прибоя дей­ствуют благоприятно на организм. Одна­ко обилие солнечной радиации при несо­блюдении врачебных рекомендаций ведет к гипероблучению с ранее перечислявши­мися негативными явлениями. У лиц, бо­леющих аллергическими заболеваниями, при несоблюдении постепенной акклима­тизации они могут обостряться.

Субтропический климат части Черно­морского побережья от Туапсе до Батуми отличается высокой температурой и высо­кой влажностью воздуха; в этих услови­ях теплообмен организма затрудняется. Здесь больным целесообразно отдыхать лишь в определенные сезоны года.

Наконец, наша Родина богата местно­стями с горным климатом (Крым, Кав­каз, Урал, Казахстан, Закарпатье, Ал­тай), для которого характерны низкая температура воздуха, несколько разре­женный воздух, почти свободный от пыли и микроорганизмов, интенсивная солнеч­ная радиация, богатая ультрафиолетовы­ми лучами. В горном климате повышает­ся жизненный тонус, учащаются пульс и дыхание, усиливается деятельность лег­ких и увеличивается их жизненная ем­кость, увеличивается количество эритро­цитов и гемоглобина (с высоты 1000 м), улучшается терморегуляция организма. Поэтому эти местности широко использу­ются для курортов и климатических стан­ций (Кисловодск, Боржоми, Абастуман, Дилижан и др.).

Акклиматизация — сложный социально-биологический процесс активного приспо­собления к новым климатическим услови­ям. Повторные влияния новых климати­ческих факторов приводят к выработке динамического стереотипа, наиболее соот­ветствующего данным климатическим ус­ловиям. Таким образом, акклиматиза­ция — это физиологическое приспособле­ние, возможность которого во многом за­висит от условий труда и быта, питания, смягчающих и компенсирующих воздей­ствие неблагоприятных климатических условий.

В акклиматизации различают три фа­зы: 1) начальная фаза — наблюдаются

физиологические реакции, описанные ра­нее при холодном, жарком и высокогор­ном климате; 2) фаза перестройки дина­мического стереотипа, она может про­ходить по двум типам. В первом, бла­гоприятно протекающем (и этому могут способствовать социально-гигиенические мероприятия), вторая фаза плавно пере­ходит в третью.

При неблагоприятном течении второй фазы наблюдаются выраженные дезадап-тационные метеоневрозы, метеорлогиче-ские артралгии, цефалгии, миалгии, не­вралгии, снижение общего тонуса и рабо­тоспособности, обострения хронических заболеваний. Однако при соответствую­щих лечебно-профилактических и гигиени­ческих мероприятиях и в этом случае можно добиться перехода в третью фазу. Лишь при крайне неблагоприятном тече­нии такой переход не наблюдается, пато­логические проявления усиливаются, ак­климатизация не наступает, показано воз­вращение в прежние климатические усло­вия; 3) фаза устойчивой акклиматизаций. Она характеризуется стабильностью об­менных процессов, отсутствием расстройств питания, нормальной работоспособно­стью, «обычным» уровнем и характером заболеваемости, нормальной рождаемо­стью, хорошим физическим развитием новорожденных детей. Проблема аккли­матизации весьма актуальна для СССР. так как для развития народного хозяй­ства необходимо переселение жителей в малонаселенные и вновь осваиваемые места, а климатические зоны в нашей стране исключительно разнообразны.

Процессы акклиматизации необходимо учитывать при переезде в местность с другим климатом независимо от того, бу­дет ли это санаторно-курортное лечение, поездка с оздоровительными целями, в экспедицию, временное или постоянное переселение, либо служба в войсковых частях.

При правильном направлении в дома отдыха или санатории акклиматизация обычно проходит без осложнений.

Труднее акклиматизируются переселен­цы, поскольку, кроме климата, они вы­нуждены приспособиться к новым услови­ям жизни. Часто в этих случаях обнару­живается пониженная резистентность к местным заболеваниям.

В деле акклиматизации велика роль

56

личной гигиены, индивидуального зака­ливания и тренировки. Целесообразно осуществлять переезд переселенцев в пе­реходные периоды года, когда меньше различия в погодных условиях. Но важ­нейшее значение имеют социально-гигие­нические мероприятия.

В условиях Севера оправдал себя комп­лекс следующих мероприятий. Компакт­ная застройка населенных мест, размеще­ние зданий торцами к господствующим холодным ветрам, крытые переходы меж­ду отдельными зданиями, большая по­лезная площадь помещений, так как чело­век больше времени пребывает в жили­ще, зимние сады в закрытых помещениях. В силу солнечного голодания осуществля­ется профилактическое облучение ультра­фиолетовыми лучами. Питание должно быть энергоемким, чтобы компенсировать повышенные на 15—20% энерготраты, полноценным по качеству, с повышенным содержанием витаминов. Одежда должна быть малотеплопроводной, ветрозащитной и обеспечивать снижение теплопотерь. Обувь необходима на 2 номера больше для ношения дополнительных носков и чулок.

В условиях жаркого климата застройка населенных мест менее плотная, с макси­мальным озеленением свободных про-

странств. Особое внимание уделяется со­оружению скверов с фонтанами, парков, открытых плавательных бассейнов, при­городной зоне с водоемами. В зоне жарко­го климата с целью уменьшения перегре­ва помещений предусматривают солнце­защитные меры, исключают западную и юго-западную ориентацию жилых поме­щений, обеспечивают активную аэрацию помещений за счет сквозного проветрива­ния и других факторов, устраивают зате­ненные открытые помещения: балконы, веранды и др. Наилучший эффект дает кондиционирование воздуха. Большое зна­чение имеют рациональный питьевой ре­жим и питание. Уменьшают энергетиче­скую емкость рациона, в особенности за счет жиров животного происхождения, увеличивают количество минеральных со­лей и водорастворимых витаминов, те­ряемых с потом. Изменяют режим пита­ния: основные приемы пищи переносят на утро и вторую половину дня.

Нельзя приуменьшать роль советов вра­ча при решении вопросов о возможности переселения и рекомендации мер, способ-ствующих акклиматизации.

Опыт показал, что приспособление к проживанию в разных климатических зо­нах СССР вполне возможно, если прово­дятся соответствующие мероприятия.