Гигиена как отрасль медицины. Солнечная радиация

Проф. Н.А.Кашуба
Основные характеристики электромагнитной волны
Длина волны (‫ —)ג‬- расстояние между двумя соседними
пиковыми точками волны
С
‫= ג‬
, где С — скорость света, f — частота.
f
Единицей измерения частоты является герц (Гц) — 1
колебание в 1 секунду.
Период
колебаний
Тсек =
Частота
1
Т
f
1/сек
‫ג‬
С
=
( Гц )
м
Волна
‫ג‬
f=
1
f
=
м/сек
Гц
м/сек
=
1/сек
= м
С = 300 000 км/сек
‫ — ג‬длина волны
С — скорость света в вакууме
Солнечная энергия - поток
электромагнитных излучений с
различной длиной волны
Солнечный спектр
на поверхности
Земли:
 ультрафиолетовая часть – 1%
 видимая часть – 40%
 инфракрасная часть – 43%
Ультрафиолетовая часть – 5%
Видимая часть – 52%
Инфракрасная часть – 53%
У поверхности земли солнечная радиация всегда
меньше, чем солнечная постоянная у границы
тропосферы.
Это объясняется:
 различной высотой стояния солнца над горизонтом
 различной чистотой атмосферного воздуха
 большим разнообразием погодных условий
 облаками
 осадками и т.д.
Интенсивность солнечной
радиации на различных высотах:
 1000 м – 1,17 кал/(см2* мин)
 2000 м – 1,26 кал/(см2* мин)
 3000 м – 1,38 кал/(см2* мин)
Отношение прямой солнечной
радиации к рассеяной:
На высоте солнца 400 это отношение
– 47,6%
На высоте солнца 600 это отношение
– 85%
Ультрафиолетовая
радиация
Её интенсивность на поверхности земли
зависит от:
широты местности
времени года
погоды
прозрачности атмосферы
Положительное влияние солнечной радиации на
организм человека
 лечебный фактор
 профилактический фактор
 влияет на все физиологические процессы в
организме, изменяя обмен веществ, общий тонус и
работоспособность
Ультрафиолетовые лучи положительно влияют на:
белковый обмен
жировой обмен
минеральный обмен
иммунную систему
Оказывая общеоздоровительное и тонизирующее
действие.
Отрицательное влияние ультрафиолетовых
лучей:
развивается выраженная эритема с отёком
кожи
ухудшается состояние здоровья
поражаются глаза
При влиянии ультрафиолетовых лучей
возникает поражение глаз ––
фотоофтальмия с гиперемией конъюнктивы,
блефароспазмом, слезотечением, и
светобоязнью.
При недостаточном облучении ультрафиолетовыми
лучами страдают:
 фосфорно-кальциевый обмен
 нервная система
 паренхиматозные органы
 системы кроветворения
 снижаются окислительно-восстановительные
процессы
 нарушается стойкость капилляров
 снижается трудоспособность
 снижается сопротивляемость простудным
заболеваниям
Инфракрасные лучи при длительном воздействии вызывают
изменения глаз.
Инфракрасная радиация с длиной волны:
1500-1700 мкм – достигает роговицы и передней глазной
камеры
 1300 мкм - проникает до хрусталика
В тяжёлых случаях возможно развитие катаракты
Видимый свет
(диапазон 400-760 мкм видимой части света)
Оказывает общебиологическое действие.
Это проявляется в :

специфическом влиянии на функции
зрения
 воздействии на функциональное
состояние центральной нервной
системы и через неё на все органы
Влияние движения воздуха на
температуру кожи человека (по И.М.
Саркизову-Серазини), °С
Температура
воздуха
18,1
20,7
23,5
27,5
34,0
Температура кожи
до
после
действия действия
ветра
ветра
29,5
22,1
30,2
24,7
31,6
25,1
33,5
31,0
34,6
34
Снижение
температуры
7,4
5,5
6,5
2,5
0,6
Теплоотдача излучением одетого
человека в зависимости от
температуры ограждений
Средняя температура ограждений,
°С
Теплопотери человека
излучением, ккал/ч
17,7
56,5
16,4
59,5
14,3
12,9
66,5
71,0
Скорость ветра в метрах в секунду и в баллах
Действие ветра
Название ветра
Скорость ветра, м/с
Сила ветра в баллах по
шкале Бофорта
Дым поднимается
вертикально
Штиль
0 – 0,5
0
Дым слабо
отклоняется
Тихий
0,6 – 1,7
1
Движется флаг
Лёгкий
1,8 – 3,3
2
Движутся листья
деревьев
Слабый
3,4 – 5,2
3
Флаг полощется
Умеренный
5,3 – 7,4
4
Качаются верхушки
деревьев
Свежий
7,5 – 9,8
5
Качаются тонкие
стволы
Сильный
9,9 – 12,4
6
Качаются большие
деревья
Крепкий
12,5 – 15,2
7
Очень крепкий
15,3 – 18,2
8
Шторм
18,3 – 21,5
9
Сильный шторм
21,6 – 25,1
10
Жестокий шторм
25,2 – 29,0
11
Ураган
29 – 34 и больше
12
Ветер, оказывающий
разрушительное
действие
Воздух
N
О2
СО2
Атмосферный
78,97
20,7-20,9
0,03-0,04
Воды от 1 до
30 г в 1 мз
Вдыхаемый
79,2
15,4-16
3,4-4,7
Насыщенный
Чистый кислород тяжелее воздуха: 1 л О2 при 0° и 760 мм рт.ст. весит 1,429 г.
Воздух при тех же условиях весит 1,293 г.
Количество кислорода в атмосферном воздухе возле
земной поверхности колеблется в небольших границах 20,7-20,9%
При уменьшении содержимого кислорода менее 16% ускоряется
дыхание и увеличивается число сердечных ударов.
1)
2)
3)
4)
5)
При 7-8% кислорода эти
компенсаторные явления не
помогают, наступает
асфиксия,
снижение температуры тела,
анурия или моча с кровью,
потеря сознания
и смерть.
На секции наблюдается жировое перерождение внутренних органов.
Тренированные люди могут на протяжении некоторого времени
выдерживать концентрации кислорода 10% и ниже.
Водолазы без вредных последствий дышат воздухом, который
содержит 50% кислорода. Так же безвредно дыхание 30-50%
кислородом для больных.
Водород (Н2)
образуется в высоких слоях атмосферы в результате
фотохимического разложения молекул воды на кислород и
водород.
Метан (СН4)
выделяется при анаэробном гниении органических
соединений в качестве составной части природного газа.
Концентрация его не превышает 0,00022%.
Метан не поддерживает дыхания, при накоплении его
в воздухе в больших концентрациях возможна смерть
от асфиксии.
Состав сухого воздуха при нормальных условиях
78,08%
Азот
Кислород
20,95%
0,0018%0,0005%
Диоксид углерода
Аргон
Неон
Гелий
0,9325%
0,03%
0,000108%
Криптон
Водород
0,00005%
0,000008%
0,000001%
Ксенон
Озон
Озон при высоких концентрациях имеет запах, подобный запаху
хлора, при умеренных - "запах электрики". Его запах
обнаруживается при концентрации 0,002 мг/л.
Как работает озон?
Озон, или трёхатомный кислород, это нестабильный газ, который существует на
протяжении нескольких минут. Озон должен быть использован сразу же после синтеза,
его нельзя хранить вследствие химической нестабильности.
Существует два метода генерирования озона - метод ультрафиолетового облучения и
метод коронного разряда. Методом коронного разряда получают более высокую
концентрацию озона, чем методом ультрафиолетового облучения, что важно при
обеззараживании комплексных загрязнений воды.
Полученный озон смешивается с потоком воды внутри вакуумного инжектора. Чем
дольше происходит процесс смешивания, тем большее количество озона рассеивается
в воде. Озон должен полностью раствориться в воде, что является очень важным
моментом во всём процессе обеззараживания. Растворённый озон вступает в реакцию с
вирусами, бактериями и другими загрязнителями в воде и обеззараживает их. Третий
нестабильный атом озона связывает загрязнители и разрушает их. В воде после
процесса обеззараживания остаётся чистый кислород. Если же в воде осталось какоето количество неиспользованного избыточного озона, то через 20-30 минут он тоже
превращается в кислород.
Вместе с тем с озонированием в воду нельзя добавлять никаких химикатов, таких как
хлор, хлордиоксид, перманганат и др. Это важное условие для получения воды
высокого качества.
Азот - газ, слабо растворимый в воде.
Считают, что для человека азот
индифферентный.
Под влиянием электрических разрядов азот
окисляется и в виде азотистых соединений из
воздуха вымывается дождями в почву. Это
повышает урожайность почвы.
При повышенном давлении чистый азот
действует как наркотик. Наблюдаются:
возбуждение,
словоохотливость,
тяжесть в голове,
спутанность мыслей,
забывчивость и другие нарушения
Оксид углерода (угарный газ)
представляет собой бесцветный газ, без вкуса,
с едва ощутимым запахом, хотя многие
исследователи считают, что он без запаха. его
удельный вес меньший, чем у воздуха,– 0,967.
Окись углерода есть продуктом неполного
окисления углерода.
Окись углерода горит синеватым пламенем.
Окись углерода поступает в воздух при топке
печей, курении, от самоваров, керосиновых
ламп, свечек, при сгорании светильного газа
в плитах, с выхлопными газами
автомобильных и других моторов, от
масляной краски в момент её высыхания и т.п.
Максимальные концентрации окиси углерода для человека 0,02%.
Механизм отравления состоит в том, что окись углерода
связывается с гемоглобином крови, образовывая
карбоксигемоглобин.
Окись углерода имеет в 250-300 раз большее сродство к
гемоглобину, чем кислород. Поэтому даже при весьма
незначительном парциальном давлении окись углерода
быстро вытесняет кислород из гемоглобина.
В последние годы некоторые исследователи объясняют
механизм отравления не столько большим сродством CO к
гемоглобину, сколько значительно меньшей скоростью
распада молекул карбоксигемоглобина. По их данными,
гемоглобин крови насыщается окисью углерода в 10 раз
медленнее, чем кислородом, но обратная диссоциация
карбоксигемоглобина происходит в 3600 раз медленнее,
чем оксигемоглобина.
Аммиак ― газ со щелочным вкусом и резким специфическим
запахом, легко растворимый в воде. В атмосфере населенных пунктов
он выделяется из гниющих веществ. В значительных концентрациях
этот газ находится в канализационных коллекторах. Может
присутствовать он и в производственных условиях при изготовлении
кокса, в холодильном производстве, где применяется аммиак.
Человек ощущает присутствие довольно незначительных
концентраций аммиака в воздухе.
При концентрациях 0,1 мг/л аммиак вызывает раздражение
дыхательных путей, при концентрациях более высоких (0,15-0,25 мг/л)
наблюдается сильное раздражение конъюнктивы глаз, слизистой носа,
чихание, слюнотечение, головная боль, потение.
При больших концентрациях (от 3,5 до 7,0 мг/л) наступает смерть
вследствие отёка легких.
Во внешнем воздухе населенных мест обычно встречаются весьма
незначительные количества аммиака – до 0,0025 мг/л. Эти
концентрации безвредны, хотя и ощущаются при вдыхании. При этих
концентрациях аммиак является показателем загрязнения воздуха.
Сероводород - бесцветный газ с запахом тухлых яиц.
Плотность его – 1,19, то есть он более тяжелее воздуха. Поэтому в
колодцах и ямах, где он образуется при гниении, сероводород
накапливается в нижних слоях воздуха. При незначительных
концентрациях сероводород ощущается при дыхании, а при больших
концентрациях запах почти не ощущается вследствие поражения
окончаний обонятельных нервов в дыхательных путях.
Сероводород встречается и как продукт гниения в канализационных
каналах, ямах, туннелях, а также на ряде производств, в лабораториях,
при сернистом крашении, где сера может выделяться в воздух,
восстанавливаясь к H2S, в производстве кожи, при добыче некоторых
сортов нефти, при изготовлении ультрамарина и во многих других
производствах, где применяется сера.
При концентрациях выше 1 мг/л наступает молниеносное отравление,
человек сразу теряет сознание и падает, как подкошенный, может
наступить и смерть. Меньшие концентрации (от 1 до 0,7 мг/л) тоже
опасны, но при более длительном вдыхании (около часа).
При вдыхании обнаруживаются очень маленькие, до 0,0028 мг/л,
концентрации.
Сернистый газ (сернистый ангидрид), SO2 ―
бесцветный газ с резким удушливым запахом, хорошо
растворим в воде, образуя сернистую и серную кислоты.
Принадлежит к раздражающим газам.
Осаждаясь, пыль и SO2, действуют на людей, растения, одежду и
др. Растения могут погибнуть даже под действием незначительных
концентраций сернистого газа. Поэтому в воздухе городов не
допускается более 0,25 мг/м3 сернистого газа. Концентрации 2050 мг/м3 раздражают гортань и конъюнктиву глаз.
При некоторых метеорологических условиях сернистый газ может
наносить значительный урон человеку и вызвать массовые
заболевания и даже смерть. В особенности оказывают содействие
накоплению в атмосфере вредных промышленных газов, и в
частности SO2, туманы. Увеличение концентрации SO2 при
наличии туманов приводит к повышенной заболеваемости и даже
смертности, в особенности у людей с заболеваниями лёгких и
сердечно-сосудистой системы, а также среди лиц пожилого
возраста.
Концентрация пыли в атмосферном воздухе
На неё влияют:
 метеорологические процессы
 условия и характер выбросов
 дисперсность пылевой аэрозоли
Крупнодисперсная пыль с частичками
диаметром большим 10 мкм осаждается быстро.
Мелкодисперсная пыль с частичками
диаметром менее 0,1 мкм практически не
осаждается.