Климат и погода. Гигиенические аспекты акклиматизации.

ЯРОСЛАВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра общей гигиены с экологией
Климат и погода.
Гигиенические аспекты акклиматизации.
Методическая разработка для студентов III курса
стоматологического факультета
Ярославль 2012
Вопросы к занятию
1. Климат и погода, их гигиеническое и экологическое значение.
2. Терморегуляция организма человека и ее гигиеническое значение.
3. Влияние на организме человека температуры (повышенной и пониженной), влажности и скорости движения воздуха.
4. Гигиенические аспекты акклиматизации.
5. Влияние на организм человека различных сочетаний температуры,
влажности и скорости движения воздуха.
6. Ионизация атмосферного воздуха.
7. Устройство и принцип работы приборов и методы определения температуры и влажности воздуха.
Цель занятия
Ознакомить студентов с гигиенической оценкой основных метеорологических факторов (температура, влажность) и методами их определения.
Указания для самостоятельной работы студентов
1. Определить температурный режим помещения.
2. Измерить влажность воздуха.
3. Написать заключение о состоянии микроклимата.
2
1. Определение температурного режима помещения
Для выяснения температурного режима помещения необходимо измерить
температуру в нескольких воздушных зонах помещения. Это позволяет определить не только среднюю температуру, но и пределы ее колебаний.
Измерение температуры производится в пяти точках: по углам помещения и в его центре, притом в каждой точке – на трех уровнях: на расстоянии 0,1 м от пола, 1,5 м от пола и 0,5 м от потолка.
Оценка полученных данных: колебания температуры по горизонтали
(от наружной стены до противоположной) не должны превышать 20С, а по
вертикали – не более 2,50С на метр высоты.
2. Измерение влажности воздуха
Устройство и правила пользования аспирационным психрометром доступно изложены в рекомендованных руководствах к практическим занятиям,
поэтому ниже напоминается только порядок работы:
1.
Смочить резервуар влажного термометра водой (правильность смачивания демонстрируется преподавателем);
2.
Завести вентилятор;
3.
Подвесить прибор посреди комнаты на уровне дыхания человека (1,5 м);
4.
Через 5 минут снять показания термометров;
5.
Определить абсолютную влажность «К» по формуле
К= f – 0,5(t – t1) × В/755, где:
f – максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра,
0,5 – постоянный психометрический коэффициент,
t – температура сухого термометра,
t1 –температура влажного термометра,
В – барометрическое давление в мм. рт. ст.,
755 – среднее барометрическое давление,
3
6.
Определить относительную влажность, она выражается в % и равна:
K/F × 100, где F – максимальная влажность при температуре сухого тер-
мометра. Примечание: при проведении работы используется таблица 1. Если
влажность определяется психрометром Августа, то отчеты показаний производят через 10 минут после установки прибора.
Абсолютную влажность вычисляют по формуле:
А = f – a (t – t1 ) × В, где
А – искомая влажность (абсолютная).
f – максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра,
а – психрометрический коэффициент, который при определении влажности
комнатного воздуха = 0,0011,
t – показания сухого термометра,
t1 – показания влажного термометра,
В – барометрическое давление в момент наблюдения.
Относительная влажность вычисляется также как и при использовании
аспирационного психрометра.
Таблица 1
Максимальное напряжение водяных паров
при разных температурах (в мм рт. ст.)
Целые
градусы
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
7.
0
14,53
15,48
16,48
17,54
18,56
19,83
21,07
22,38
23,76
25,21
1
14,62
15,58
16,58
17,64
18,76
19,95
21,20
22,51
23,90
25,36
д е с я т ы е
2
3
14,72 14,81
15,67 15,77
16,67 16,79
17,75 17,86
18,88 19,00
20,07 20,19
21,32 21,45
22,65 22,78
24,04 24,18
25,51 25,66
д о
4
14,90
15,87
16,89
17,97
19,11
20,32
21,58
22,92
24,33
25,81
л и г
5
15,00
15,97
17,00
18,08
19,23
20,44
21,71
23,06
24,47
25,96
р а д
6
15,09
16,07
17,10
18,20
19,35
20,56
21,84
23,20
24,62
26,12
у с а
7
15,19
16,17
17,21
18,31
19,47
20,69
21,98
23,34
24,76
26,27
8
15,28
16,27
17,32
18,42
19,59
20,82
22,10
23,48
24,91
26,43
9
15,38
16,37
17,43
18,54
19,71
20,94
22,24
23,62
25,06
26,58
Сравнить полученные данные с нормами для жилых помещений и сделать
соответствующие выводы.
4
Приложение 1
Климат и погода, их влияние на организм
Погода
Под погодой понимают совокупность физических свойств приземного
слоя атмосферы в относительно кратком отрезке времени (часы, сутки, недели),
а под климатом, присущим данной местности, – многолетний закономерно повторяющийся 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 шаре имеется четыре основные зоны формирования воздушных масс: арктическая, антарктическая, тропическая и экваториальная. В результате неравномерности нагрева различных участков водных 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 прохожде5
нии 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 – 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. 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 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 об6
лачная погода снижает на 40-50% и более интенсивность ультрафиолетовой радиации, безветренная погода способствует загрязнению приземного слоя воздуха атмосферными выбросами 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 течении 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 конечности, боль в суставах.
Изучено влияние неблагоприятной погоды на больных с патологией сердечно-сосудистой 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.
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
7
более 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-бытовых 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; 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
8
повышенного риска в специальные палаты с искусственным микроклиматом
(биотроны), улучшение микроклиматических условий в палатах обычного типа
путем использования кондиционеров и аэроио-низаторов и др.;
в) плановые 10-15-дневные профилактические курсы лечения при неблагоприятном месячном прогнозе погоды и срочные на основе оперативной информации о биотропной 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.
9
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. На его огромной территории имеются области
с арктическим климатом, с климатом хвойных и лиственных лесов, степным,
пустынным, субтропическим и горным климатами.
Прикладные классификации климатов
Так, в строительной классификации, исходя из средних температур января и июля, всю территорию делят на 4 климатических пояса: холодный – с температурой января от –280С до –140С и июля от +40С до +220С; умеренный – с
температурой января от –140С до –40С и июля от +100С до +220С; теплый – с
температурой января от –40С до 00С и июля от +220С до +280С; жаркий – с температурой января от –40С до +40С и июля от +280С до +340С. 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 кли10
мат Севера, высокогорный, жаркий климат степных областей Средней Азии.
Основные особенности климата в этих районах заключаются в следующем.
Холодный климат Севера характеризуется низкими температурами воздуха, вечномерзлым 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 утомляемость, 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.
11
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 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.
Для местностей с горным климатом (Крым, Кавказ, Урал, Казахстан, Закарпатье, Алтай) характерны низкая температура воздуха, несколько разреженный воздух, почти свободный от пыли и микроорганизмов, интенсивная солнечная радиация, богатая ультрафиолетовыми лучами. В горном климате по12
вышается 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.).
Терморегуляция организма человека
и ее гигиеническое значение
Действие воздушной среды на организм комплексное, но одно из существенных воздействий связано с физическими свойствами воздуха, поскольку
они в значительной степени определяют теплообмен организма с окружающей
средой.
Как известно, теплообмен организма поддерживается путем уравновешивания процессов химической и физической терморегуляции.
Химическая терморегуляция определяется способностью организма изменять интенсивность обменных процессов. Накопление тепла в организме
происходит как в результате окисления пищевых веществ и выработки тепла
при мышечной работе, так и от лучистого тепла солнца и нагретых предметов,
теплого воздуха и горячей пищи.
Физическая терморегуляция. Организм отдает тепло путем проведения,
конвекции, излучения и испарения пота. Теплоотдача проведением осуществляется при соприкосновении с холодными поверхностями. Конвекционная отдача тепла происходит при нагревании воздушных масс. Отдача тепла излучением возможна вблизи предметов и ограждений, имеющих более низкую температуру, чем кожа человека. При испарении пота организм также отдает тепло.
Небольшое количество тепла выводится из организма с выдыхаемым воздухом
и физиологическими отправлениями. Терморегуляционные механизмы функционируют под контролем центральной нервной системы, и в зависимости от ее
состояния возможно изменение процессов как теплопродукции, так и теплоот13
дачи. В состоянии покоя и теплового комфорта теплопотери конвекцией составляют 15,3%, излучением – 55,6%, испарением – 29,1%.
Отдача тепла проведением зависит от разницы температуры поверхности
тела человека и предметов, а также от теплопроводности этих предметов. Теплопроводность воздуха ничтожна, поэтому отдача тепла проведением через неподвижный воздух исключена. Интенсивность отдачи тепла конвекцией зависит от площади поверхности тела человека, разности температуры воздушной
среды и тела и от скорости движения воздуха. Усиленные конвекционные токи
способствуют быстрейшему охлаждению организма. При одной и той же температуре воздуха повышенная подвижность воздуха способствует более быстрому охлаждению кожи человека, чем в неподвижном воздухе.
Например, при температуре воздуха 180С разница температуры кожи при
неподвижном воздухе и при ветре составляет 70С. Чем выше температура воздуха, тем слабее охлаждающий эффект ветра, при температуре воздуха 340С
температура кожи при неподвижном воздухе и ветре остается одинаковой и составляет около 340С, т. е. теплый ветер способствует перегреванию организма.
В процессах теплообмена организма с внешней средой большое значение имеет
лучистый (радиационный) теплообмен. Согласно физическим законам всякое
тело при температуре выше абсолютного нуля излучает тепло в окружающее
пространство. Теплоизлучение зависит только от теплового состояния нагретого предмета и не зависит от температуры воздушной среды.
С повышением температуры излучающего тела длина волн уменьшается,
т. е. спектр излучения сдвигается в сторону более коротких волн. Например,
металл красного каления испускает длинноволновые инфракрасные лучи, оказывающие тепловое воздействие. При дальнейшем нагревании металла и перевода его в состояние белого каления спектр излучения сдвигается в сторону более коротких волн, включая волны светового излучения. Наряду с тепловым
воздействием металл начинает светиться. Следовательно, зная длину волны с
14
максимальной энергией излучения, можно предвидеть то или иное физиологическое воздействие и разработать конкретные меры защиты.
Лучистое тепло и тепло воздушных масс (конвекционное тепло) вызывают одно и то же субъективное ощущение тепла, но механизм и пути воздействия этих видов тепла на организм различны. Лучистое тепло проникающее,
конвекционное тепло воздействует на поверхность тела человека и, следовательно, не проникает столь глубоко, как лучистое тепло.
Между человеком и окружающими предметами идет непрерывный обмен
лучистым теплом. Если поверхность тела человека излучает столько тепла,
сколько принимает от окружающих предметов, радиационный баланс равен нулю. Если средняя температура окружающих предметов и ограждений выше
температуры кожи человека, то человек получает больше лучистого тепла от
окружающих предметов, чем излучает сам, т. е. радиационный баланс положительный. Отрицательный радиационный баланс создается тогда, когда человек
отдает лучеиспусканием больше тепла, чем получает от окружающих предметов. В случае резкого нарушения радиационного баланса наблюдается перегревание или охлаждение. Например, в горячих цехах возможно перегревание рабочих не только из-за высокой температуры воздуха, но и в результате интенсивного притока лучистого тепла от нагретых поверхностей, раскаленного металла и т. д. Холодные и сырые стены создают условия для отрицательного радиационного баланса, человек охлаждается, интенсивно излучая тепло в сторону холодных ограждений. При этом, несмотря на благоприятную температуру
воздуха, человек часто ощущает тепловой дискомфорт. При сочетании радиационного охлаждения и низкой температуры воздуха наблюдается более быстрое и более глубокое охлаждение организма.
15
Комплексное воздействие на организм человека
основных метерологических факторов
В процессе жизнедеятельности организм человека испытывает комплексное воздействие физических факторов воздушной среды: температуры, влажности, барометрического давления и др. В зависимости от сочетания и величины
этих факторов может отмечаться как благоприятное, так и отрицательное воздействие на организм. Знание закономерностей комплексного действия на организм физических факторов позволяет определить параметры таких сочетаний, которые соответствовали бы оптимальным условиям жизнедеятельности
организма.
Как известно, нормальная жизнедеятельность организма и высокая работоспособность возможны лишь в том случае, если сохраняется температурное
постоянство организма в определенных границах (36,1-37,20С), имеется тепловое равновесие его с окружающей средой, т.е. соответствие между процессами
теплопродукции и теплоотдачи. В случае преобладания одного процесса над
другим возможно перегревание или переохлаждение организма. Так, интенсивная потеря тепла вызывает переохлаждение, обусловливающее снижение резистентности организма к воздействию внешних факторов, вследствие чего увеличивается число простудных заболеваний, обостряются хронические процессы.
Несмотря на значительные колебания микроклиматических факторов
окружающей среды, в организме человека поддерживается постоянная температура тела. Это обусловлено деятельностью механизмов химической и физической терморегуляции, находящихся под контролем ЦНС. Под химической
терморегуляцией понимают способность организма изменять интенсивность
обменных процессов, что и определяет увеличение или уменьшение образующегося тепла. Физическая терморегуляция осуществляется за счёт рефлекторного расширения или сужения поверхностных сосудов кожи.
Тепло вырабатывается всем организмом, но наибольшее количество его
16
образуется в мышцах и печени. В зависимости от состояния температуры воздуха основной обмен изменяется в широких границах. Так, с понижением температуры окружающей среды (ниже 150С) теплопродукция организма возрастает, при температуре от 15 до 250С наблюдается ее постоянство, а с повышением
температуры от 25 до 350С теплопродукция сначала уменьшается, а затем увеличивается (при температуре 350С и выше). Эта закономерность хорошо прослеживается на цифрах кислорода как показателя основного обмена.
Теплопродукция зависит также от интенсивности и тяжести физической
нагрузки. Кроме того, тепло поступает извне за счет солнечной радиации, от
нагретых предметов, в результате приема горячей пищи и др.
Одновременно с процессами накопления тепла в организме непрерывно происходит выделение его во внешнюю среду. Теплоотдача осуществляется лучеиспусканием (радиационный путь), проведением (конвекция и кондукция), потоотделением и испарением влаги с поверхности кожи. Передача тепла конвекцией происходит за счет нагревания прилегающего к телу воздуха. При кондукции тепло отдается поверхностям окружающих предметов, с которыми соприкасается человек. Потеря тепла за счет излучения происходит при наличии
предметов и ограждений, имеющих более низкую температуру, чем температура кожи человека. Отдача тепла происходит в результате испарения пота с поверхности кожи. Наконец, незначительное количество тепла отдается во внешнюю среду с выдыхаемым воздухом и физиологическими отправлениями.
Количество отдаваемого организмом тепла в значительной степени зависит от физических свойств воздушной среды. Так, передача тепла конвекцией
возрастает с увеличением скорости перемещения воздуха, разницы температуры тела человека и воздуха, площади поверхности тела. При уменьшении разницы в температурах отдача тепла конвекцией снижается, а при температуре
35-360С и выше совсем прекращается. Существенное влияние на отдачу тепла
конвекцией оказывает скорость перемещения воздушных масс (табл. 1).
17
Поверхность тела человека является источником теплоизлучения. Отдача
тепла излучением осуществляется по тому же механизму, который свойствен
каждому телу, имеющему температуру выше абсолютного нуля (2730К). При
этом количество излучаемого тепла зависит от температуры окружающих стен
помещения, предметов, ограждений и т. д. Отдача тепла излучением возрастает
с увеличением разницы между температурой тела человека и температурой
окружающих предметов. Если температура окружающих человека поверхностей превышает 350С, то отдача тепла излучением прекращается и, наоборот,
наблюдается поглощение тепла. Резкое нарушение радиационного баланса может привести к перегреванию или охлаждению организма. При разности температур человека и среды, близкой к нулю, или в том случае, когда температура
окружающего воздуха выше температуры кожи, основным процессом теплоотдачи является испарение.
Таблица 1
Динамика температуры кожи
при различных метеорологических условиях (по Л. К. Хоцянову)
Температура
ха, 0С
возду- Температура кожи, 0С
18,1
при неподвижном при
движении разница в темпевоздухе
воздуха
ратуре кожи
29,5
22,1
7,4
20,7
30,2
24,7
5,5
23,5
31,5
25,0
6,5
27,5
33,5
31,0 34,0
2,5
34,0
34,6
0,6
Интенсивность испарения зависит от влажности воздуха и его скорости,
так как эти факторы определяют коэффициент массоотдачи влаги. Так, при
температуре воздуха выше 350С и умеренной влажности потеря влаги испарением может достигать 5 л, а при более высоких температурах – 10 л/сут. При
испарении 1 г воды теряется около 2,51 кДж (0,6 ккал) тепла.
18
Изучение сочетанного действия ряда физических факторов на организм позволило определить наиболее оптимальные их величины для жилых помещений: температура 18-200С, влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1-0,2 м/с.
В производственных условиях данные факторы нормируются по оптимальным и допустимым величинам. Оптимальные величины характеризуютря
таким сочетанием параметров температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, которые при длительном и систематическом воздействии на организм человека обеспечивают наиболее благоприятные условия
труда, способствуют высокой работоспособности.
Допустимые микроклиматические условия – сочетание параметров микроклимата, которые могут обусловить преходящие и быстро нормализующиеся
изменения в организме человека, не выходящие за пределы физиологических
приспособительных колебаний.
Нормирование микроклиматических условий в производственных помещениях осуществляется с учетом категории работ и соответствующих энергозатрат организма.
Все виды работ делятся на три категории:
1. Легкие физические работы (категории 1) – работы, производимые сидя, стоя
или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического
напряжения или поднятия и переноски тяжестей, при которых энергозатраты
не превышают 172 Дж/с (150 ккал).
2. Физические работы средней тяжести (категория II) – работы, охватывающие
виды деятельности, при которых расход энергии составляет 172-232 Дж/с
(150-200 ккал/ч) – категория IIа и 232-293 Дж/с (200-250 ккал/ч) – категория
IIб. К категории IIа относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, к категории IIб – связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей
19
3. Тяжелые физические работы (категория III) – работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей, при которых
энергозатраты более 293 Дж/с (250 ккал/ч).
В указанных нормах при легкой работе принята несколько более высокая температура воздуха и меньшая скорость его движения, чем при более тяжелом труде.
Таким образом, с учетом комплексного воздействия микроклиматических
факторов устанавливаются наиболее благоприятные сочетания их для жизнедеятельности человека и его работоспособности. При этом следует отметить, что
состояние теплового комфорта зависит также от вида одежды, индивидуальных
особенностей человека, тренированности и др.
Влияние высоких температур. Акклиматизация
Атмосферный воздух нагревается главным образом от почвы и воды за
счет поглощенной ими солнечной энергии. Этим объясняется более низкая
температура перед восходом солнца и максимальная – между 13-15 ч, когда поверхностный слой земли максимально прогревается.
Температура воздуха весьма существенно влияет на микроклимат помещений (климат внутренней среды помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости
движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей).
Температура воздуха зависит от географической широты. Так, самая высокая средняя годовая температура на земном шаре наблюдается в южных широтах – странах Африки, Южной Америки, Средней Азии. Здесь температура
воздуха в теплое время года может достигать 630С, в холодный период понижаться до-150С. Самая низкая температура на нашей планете отмечается в Антарктиде, где она может понижаться до -940С. Температура воздуха значительно снижается с увеличением высоты над уровнем моря. Нагретые приземные
20
слои воздуха поднимаются и постепенно охлаждаются в среднем на 0,60С на
каждые 100 м подъема. От экватора к полюсам дневные колебания температуры уменьшаются, годовые – увеличиваются. Вода морей и океанов, аккумулируя тепло, смягчает климат, делает его более теплым, уменьшает суточные и
сезонные колебания температуры.
Под воздействием температуры происходят различные физиологические
сдвиги во многих системах организма. В зависимости от величины температуры могут наблюдаться явления перегревания или охлаждения. При повышенных температурах (25-350С) окислительные процессы в организме несколько
снижаются, но в дальнейшем они могут возрастать. Дыхание учащается и становится поверхностным. Легочная вентиляция вначале возрастает, а затем остается без изменений.
Длительное воздействие высокой температуры приводит к значительному
нарушению водно-солевого и витаминного обмена. Особенно характерны эти
изменения при выполнении физической работы. Усиленное потоотделение ведет к потере жидкости, солей и водорастворимых витаминов. Например, при
тяжелой работе в условиях высокой температуры воздуха может выделяться до
10 л и более пота, а с ним до 30-40 г хлорида натрия. Установлено, что потеря
28-30 г хлорида натрия ведет к понижению желудочной секреции, а больших
количеств – к мышечным спазмам и судорогам. При сильном потоотделении
потери водорастворимых витаминов (C, B1, B2) могут достигать 15-25% суточной потребности.
Значительные изменения при воздействии температуры отмечаются в
сердечно-сосудистой системе. Усиливается кровоснабжение кожи и подкожной
клетчатки за счет расширения системы капилляров, учащается пульс. При одной и той же физической нагрузке частота пульса тем больше, чем выше температура воздуха. Частота сердечных сокращений возрастает вследствие раздражения терморецепторов, повышения температуры крови и образования продук21
тов метаболизма. Артериальное давление, как систолическое, так и в большей
степени диастолическое, при действии высоких температур снижается. Повышается вязкость крови, увеличивается содержание гемоглобина и эритроцитов.
Высокая температура оказывает неблагоприятное влияние на ЦНС, проявляющееся в ослаблении внимания, замедлении двигательных реакций, ухудшении
координации движений.
Длительное воздействие высокой температуры на организм может привести к ряду заболеваний. Наиболее частым осложнением является перегревание
(тепловая гипертермия), возникающее при избыточном накоплении тепла в организме. Различают легкую и тяжелую формы перегревания. При легкой форме
основным признаком гипертермии является повышение температуры тела до
380С и более. У пострадавших наблюдаются гиперемия лица, обильное потоотделение, слабость, головная боль, головокружение, искажение цветового восприятия предметов (окраска в красный, зеленый цвета), тошнота, рвота.
В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплового удара.
Наблюдаются быстрый подъем температуры до 410С и выше, падение артериального давления, потеря сознания, нарушение состава крови, судороги. Дыхание становится частым (до 50-60 в минуту) и поверхностным. При оказании
первой помощи необходимо принять меры к охлаждению организма (прохладный душ, ванна и др.).
В результате нарушения водно-солевого баланса при высокой температуре может развиться судорожная болезнь, а при интенсивном прямом облучении
головы – солнечный удар.
Акклиматизация
Сложный социально-биологический процесс активного приспособления к
новым климатическим условиям. Повторные влияния новых климатических
факторов приводят к выработке динамического стереотипа, наиболее соответ22
ствующего 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
дезадаптационные метеоневрозы, метеорологические 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 акклиматизации. Она характеризуется стабильностью обменных процессов, отсутствием расстройств питания, нормальной работоспособностью, «обычным» уровнем и характером заболеваемости, нормальной
рождаемостью, хорошим физическим развитием новорожденных детей.
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.
23
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 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 жаркого климата застройка населенных мест менее плотная, с
максимальным озеленением свободных пространств. 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, способствующих акклиматизации.
24
Влияние низких температур на организм человека.
Акклиматизация
Под воздействием низких температур снижается температура кожи, особенно открытых участков тела. При этом отмечаются одновременно ухудшение
тактильной чувствительности и понижение сократительной способности мышечных волокон. При значительном охлаждении изменяется функциональное
состояние ЦНС, что обусловливает ослабление болевой чувствительности,
адинамию, сонливость, снижение работоспособности. Понижение температуры
отдельных участков тела приводит к болевым ощущениям, сигнализирующим
об опасности переохлаждения.
Местное и общее охлаждение организма является причиной простудных
заболеваний: ангин, катаров верхних дыхательных путей, пневмоний, невритов,
радикулитов, миозитов и др.
Действие температуры на организм определяется не только ее абсолютной величиной, но и амплитудой колебаний. Организм труднее приспосабливается к частым и резким колебаниям температуры. Многое зависит и от того, с
какой влажностью и скоростью движения воздуха сочетается этот фактор. Повышенная влажность при низких температурах, увеличивая теплопроводность
воздуха, усиливает его охлаждающие свойства. Особенно возрастает отдача
тепла с увеличением подвижности воздуха.
Акклиматизация в условиях Севера. 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
25
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.
Ионизация атмосферного воздуха
Электрическое состояние атмосферного воздуха характеризуют его ионизация, электрическое поле земной атмосферы, грозовая электрика, естественная
радиоактивность.
Под ионизацией воздуха понимают распад газовых молекул и атомов под
влиянием ионизаторов. К ионизаторам относятся радиоактивное излучение почвы и воздуха, ультрафиолетовое и световое излучение солнца, космические излучения, распыление воды (баллоэлектрический эффект). Число ионов, образующихся в 1 мл газа в единицу времени, называется интенсивностью ионизации.
В результате ионизации от нейтрального атома отделяется электрон, который присоединяется к другому нейтральному атому, образуя отрицательный
ион. Оставшаяся часть атома становится положительно заряженным ионом. К
вновь образованным ионам присоединяются газовые молекулы, создавая более
стойкие ионы с положительным или отрицательным зарядом. Это так называемые легкие аэроионы, скорость их передвижения составляет 1-2 см/с, время
существования 1-2 мин. Они быстро рекомбинируются.
Легкие аэроионы могут присоединять к себе взвешенные пылевые частицы, микробные тела, превращаясь в средние, тяжелые и сверхтяжелые ионы.
Тяжелые ионы менее подвижны, их скорость не превышает 0,0005 см/с, они
прочно удерживают заряд. Наряду с образованием ионов в атмосфере происходят процессы их уничтожения в результате соединения ионов противоположного заряда. В атмосфере постоянно происходят процессы ионообразования и
ионоуничтожения и устанавливается определенное ионизационное равновесие.
Количество легких ионов зависит от географических, геологических условий,
26
погоды, уровня радиоактивности окружающей среды, загрязнения атмосферного воздуха. С увеличением влажности воздуха нарастает число тяжелых ионов
из-за рекомбинации ионов с каплями влаги. Понижение атмосферного давления
способствует выходу из почвы эманации радия, что приводит к увеличению количества легких ионов. Ионизирующее действие распыляемой воды проявляется в усилении ионизации воздуха, что особенно заметно у фонтанов, по берегам
бурных рек, у водоемов. Ионизационный режим воздушной среды определяется
отношением числа тяжелых ионов к числу легких ионов (N/n) и отношением
количества положительных ионов к числу отрицательных ионов – коэффициентом униполярности (n+/n-).
Чем более загрязнен воздух, тем выше этот коэффициент. Например, в 1
см3 воздуха курортных местностей содержится 2000-3000 легких ионов, в 1 см3
воздуха промышленных городов число легких ионов уменьшается до 40,
Уменьшение числа легких ионов говорит об ухудшении состояния атмосферного воздуха (рисунок 1). Это подтверждается также наблюдением за ионизацией
воздуха в закрытых помещениях (школы, кинотеатры). Количество легких
ионов уменьшается с ухудшением микроклиматических условий в помещениях
и повышением содержания углекислоты в воздухе. Легкие ионы поглощаются в
процессе дыхания, адсорбируются кожей, одеждой. С дыханием в воздух помещений выделяется много тяжелых ионов. Следовательно, изменение ионизационного режима является чувствительным показателем чистоты воздушной
среды в жилых и общественных помещениях. В настоящее время доказано многостороннее действие аэроинов на организм. Физиологический механизм действия ионизированного воздуха объясняется электрообменом в легочной ткани
и нейрорефлекторными реакциями на раздражение аэроионами рецепторов кожи и слизистых оболочек.
Под действием высоких концентраций отрицательных легких ионов (до
100 000 в 1 см3 воздуха) у людей происходят благоприятные изменения в газо27
вом и минеральном обмене, стимулируются обменные процессы, ускоряется
заживление ран. В настоящее время искусственная отрицательная ионизация
воздуха используется для лечения гипертонической болезни, бронхиальной
астмы, аллергических реакций. Положительные ионы оказывают угнетающее
действие на человека, вызывая состояние сонливости, депрессию, снижают работоспособность. Легкие ионы являются показателями санитарного благополучия воздушной среды. Имеется опыт использования искусственных ионизаторов воздуха для создания благоприятного ионизационного режима в жилых и
общественных зданиях. Широкое использование таких приборов на практике
сдерживается отсутствием эффективных и простых методов контроля за ионизацией воздуха.
Рисунок 1. Ионизация воздушных пространств
28
Правила измерения температуры воздуха
При измерениях температуры воздуха необходимо устанавливать термометры так, чтобы на них не действовали никакие посторонние факторы, способные нагреть или охладить термометр. В открытой атмосфере нужно защищать резервуар термометра от действия солнечной радиации, а в помещениях –
от более горячих, близ находящихся поверхностей или от холодных стен и т. п.
Если этого не сделать, то термометры будут показывать не истинную температуру воздуха, а так называемую климатическую температуру, т. е. совокупность
различных температурных факторов, действующих на резервуар термометра в
момент наблюдения.
Иногда в санитарной практике приходится определять и климатическую
температуру, например, когда требуется охарактеризовать температурные условия непосредственно в том месте, где проводится работа (открытая атмосфера,
горячие цехи, кузница и т. п.). В этих случаях термометр не защищается, чтобы
не устранить влияния главного температурного фактора – лучистой энергии, от
которого зависят температурные условия в данном месте.
Защита термометров от посторонних влияний достигается разными способами. На метеорологических станциях защиту термометров осуществляют с
помощью специальных будок. При эпизодических измерениях температуры
воздуха защита термометров достигается путем применения ширм в виде листа
белого картона или фанеры. При наличии аспирационного психрометра лучше
всего определять температуру по показаниям имеющегося в нем сухого термометра. В этом приборе резервуары термометров заключены в металлические
оправы и никакой дополнительной защиты от солнечной энергии и пр. не требуется.
Во время измерений термометры следует подвешивать на специальном
штативе, а не держать в руках и не наклоняться к ним близко (не дышать на них).
29
Измерение температуры воздуха в жилых помещениях производится посередине комнаты на высоте 1,5 м от пола. Более точные результаты можно получить, если измерить температуру в разных местах комнаты (у пола, около
окон и т. д.) и из полученных данных вычислить среднюю. В производственных
помещениях температура воздуха измеряется в рабочей зоне и в соседних местах на разном уровне.
Чтобы определить, насколько равномерна температура в горизонтальном
направлении, требуется измерить ее на расстоянии 0,2 м от наружной стены, затем посередине помещения, вблизи окон, печей и в холодных углах.
Для определения равномерности в вертикальном направлении измеряют
температуру на высоте 0,1-1-1,5 м от пола, а в некоторых случаях и под потолком (на производстве). Эти измерения особенно важны для характеристики
температуры комнат в детских учреждениях, так как дети младшего возраста
проводят значительную часть времени в играх на полу.
Разница в температуре воздуха по горизонтали от стен с окнами до противоположных им стен не должна превышать в жилых помещениях 20, а по вертикали – около пола и на высоте головы – 2,5°).
Отсчет показаний термометров производят спустя 10 минут после того,
как повешены термометры.
Приборы для измерения температуры воздуха
Температуру воздуха чаще всего измеряют с помощью ртутных и спиртовых термометров.
Наибольшее распространение получили ртутные термометры. Это объясняется их большей точностью и возможностью применять в широких пределах
от -35 до +357°.
Спиртовые термометры менее точны, так как спирт при нагревании выше
0° расширяется неравномерно, а кроме того, точка кипения его лежит низко
(78,3°), но зато спиртовые термометры дают возможность измерять очень низ30
кие температуры (до -130°), для которых ртутные термометры непригодны
(ртуть замерзает при -39,4°).
Термометры градуируются в градусах Цельсия.
Термометры не всегда бывают точными, поэтому рекомендуется прежде
чем пользоваться ими, сравнить их с так называемым нормальным термометром, точность которого гарантируется специальным свидетельством Главной
геофизической обсерватории.
Аспирационный термометр. Лучшими являются сухие термометры аспирационных психрометров – приборов для определения влажности. Измеряя
влажность воздуха, можно, следовательно, одновременно определить и температуру воздуха.
Максимальный термометр. Максимальный термометр представляет собой
ртутный термометр, который устроен таким образом, что, показав самую высокую температуру, бывшую за определенный период наблюдения, он сохраняет
свое показание, несмотря на последующее понижение температуры. Чтобы вогнать ртуть обратно в резервуар, требуется несколько раз встряхнуть термометр.
Минимальный термометр. Минимальный термометр – спиртовой. Внутри
капиллярной трубки его, в спирту, находится небольшой подвижной штифт из
темного стекла, имеющий на своих концах утолщения в виде булавочных головок.
Электрический термометр. В настоящее время для измерения температуры воздуха нередко используются специальные электротермометры, которые
широко применяются в санитарной практике для измерения температуры кожи,
почвы, стен и т. д.
Термограф. В ряде случаев необходимо знать не только крайние значения
температуры за определенный отрезок времени, но и промежуточные, чтобы
31
установить, в каких пределах колеблется температура в течение рабочего дня,
суток, недели и т. д.
Производить частые измерения температуры с помощью обыкновенных
термометров неудобно, и потому для этой цели применяют самопишущие приборы – термографы (от греч. thermo – тепло и grapho – пишу).
Показания термографов не гарантированы от ошибок. Их следует проверять по точному ртутному термометру.
Определение влажности воздуха
Для характеристики влажности применяют следующие понятия.
Абсолютная влажность – упругость водяных паров, находящихся в данное время в воздухе (выражается в миллиметрах ртутного столба), или, другими словами, количество водяных паров в граммах в 1 м3 воздуха.
Максимальная влажность – упругость водяных паров в миллиметрах
ртутного столба при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре, или количество водяных паров в граммах, необходимое для полного насыщения 1 м3 воздуха при той же температуре.
Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, или иначе – процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения.
Дефицит насыщения – разность между максимальной и абсолютной
влажностью.
Физиологический дефицит влажности – арифметическая разность между
максимальной влажностью воздуха при 37° (температура тела) и абсолютной
влажностью воздуха в момент наблюдения. Данный дефицит указывает, сколько граммов воды может извлечь из организма каждый кубический метр вдыхаемого воздуха.
32
Точка росы – температура, при которой находящиеся в воздухе водяные
пары насыщают пространство.
Наибольшее гигиеническое значение имеют относительная влажность и
дефицит насыщения, которые дают ясное представление о степени насыщения
воздуха водяными парами и позволяют судить об интенсивности и скорости
испарения пота с поверхности тела при той или иной температуре. Чем меньше
относительная влажность, тем далее воздух от состояния насыщения и тем
быстрее будет происходить в нем испарение воды и, следовательно, тем интенсивнее будет теплоотдача путем испарения.
Абсолютная влажность дает представление об абсолютном содержании
водяных паров в воздухе, но не показывает степени его насыщения. При одной
и той же абсолютной влажности насыщенность водяными парами может быть
различной в зависимости от температуры воздуха.
Способы определения влажности воздуха
Абсолютную влажность определяют приборами, называемыми психрометрами (от греч. psych-ros — холодный). Зная абсолютную влажность, можно
по формуле вычислить относительную влажность.
Психрометр Августа. Этот прибор является обязательным на метеорологических станциях, а также часто применяется в санитарной практике. Он состоит из двух совершенно одинаковых ртутных термометров со шкалой, разделенной с точностью до 0,2°, укрепленных рядом на особом штативе или в открытом футляре. Резервуар одного из термометров обернут тонкой материей
(батист, марля), конец которой опущен в стаканчик с дистил-лированой водой.
Расстояние от верхнего края стаканчика до термометра должно быть не менее
3-4 см, чтобы происходил свободный обмен воздуха вокруг резервуара термометра. С поверхности влажного термометра при этих условиях будет испаряться вода и тем интенсивнее, чем суше воздух.
33
Так как испарение воды связано с охлаждением тела, с которого она испаряется, то влажный термометр будет показывать более низкую температуру,
чем сухой, и эта разница будет тем больше, чем суше воздух, и наоборот.
При определении влажности воздуха психрометр устанавливают на расстоянии 1,5 м от земли, пола, ограждая его от источников лучистой энергии и
случайных движений воздуха. Продолжительность наблюдения 10-15 минут.
Вычисление абсолютной влажности производят по формуле Реньо:
Аспирационный психрометр Ассмана. Психрометр Ассмана является более усовершенствованным прибором. Оба термометра его заключены в металлические трубки, через которые равномерно просасывается исследуемый воздух с помощью маленького заводного вентилятора, находящегося в верхней части прибора. Такое устройство психрометра обеспечивает защиту резервуаров
термометров от лучистой энергии и гарантирует постоянную скорость движения воздуха вокруг термометров; кроме того, благодаря просасыванию значительной массы воздуха показания этого прибора более точные, чем у психрометра Августа, который определяет влажность воздуха, находящегося лишь в
непосредственной близости от прибора. Резервуар влажного термометра в аспирационном психрометре обернут кусочком батиста (или другой тонкой материи), конец которого перед каждым наблюдением смачивают дистиллированной водой при помощи специальной пипетки; последнюю наполняют водой почти до края, удерживают воду на этом уровне с помощью зажима и осторожно
вводят пипетку в трубочку, где находится конец влажного термометра.
Вентилятор заводят ключом и отсчет показаний термометров производят
на полном ходу вентилятора летом через 4-5 минут после начала его работы,
зимой – через 15 минут; в последнем случае вентилятор приходится заводить
дважды.
Вычисление абсолютной влажности при работе с аспирационным психрометром производят по формуле Шпрунга:
34
Для определения относительной влажности по аспирационному психрометру можно пользоваться таблицей, в которой в первом вертикальном столбце
находят показания сухого термометра в момент наблюдения, а в верхнем горизонтальном ряду – показания влажного термометра. По этим двум цифрам в месте пересечений линий, проведенных от первой цифры вправо и от второй –
вниз, находят искомую относительную влажность.
Гигрометр. Для непосредственного определения относительной влажности воздуха применяют приборы, называемые, гигрометрами.
Существуют различные типы гигрометров: наиболее распространенные
из них – волосяные, основанные на способности волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в сухой. При увеличении влажности волос удлиняется, грузик опускается и стрелка перемещается
вправо; при уменьшении влажности стрелка отходит влево. Отсчеты по шкале
производят с точностью до 1%.
35