Глава 2. ГИГИЕНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Воздух является одним из важнейших элементов окружающей среды. Его существование - необходимое условие поддержание жизни на Земле.

Лишение пищи человек переносит до 40 дней, воды - 5 дней, а воздуха - 1 минуты. В организме человека нет запасов воздуха.

В покое минутный объем дыхания составляет 8 л/мин, при средней работе - 25 л/мин, при тяжелой доходит до 75 л/мин. В сутки через легкие проходит около 15 кг воздуха.

Изменение физических и химических свойств воздуха может оказывать отрицательное воздействие на человека. Следует отметить, что существует потенциальная опасность вдыхания с воздухом токсичных веществ и болезнетворных организмов. Более 95 % всех профессиональных отравлений являются ингаляционными.

В настоящее время гигиеническая наука определяет следующие проблемы по охране атмосферного воздуха от загрязнений:

• токсикологию природных веществ, особенно редких и тяжелых металлов;

• поступление в воздух высокостабильных соединений производных фтор-, хлорметана - фреонов, хладонов;

• наличие продуктов микробиологического синтеза. Атмосфера Земли является климатообразующим фактором,

влияет на терморегуляцию человека, служит источником сырья для промышленного производства при добыче из воздуха азота, кислорода, аргона, гелия.

Ближайшим к поверхности Земли слоем атмосферы - местом постоянного обитания человека является тропосфера, верхняя граница которой простирается на экваторе до 15-18 км, на полюсах

до 8-10 км, в средних широтах до 10-12 км. В этом слое в основном происходят все те явления, которые мы именуем погодой. Здесь возникают все основные виды облаков, выпадают осадки, формируются воздушные массы и фронты, образуются циклоны и антициклоны.

Циклон - область пониженного атмосферного давления диаметром 2500-3000 км. Циклоны характеризуются неустойчивой погодой со значительными перепадами температуры, атмосферного давления, повышенной влажностью и электропроводностью воздуха, с осадками и уменьшением градиента потенциала электрического поля Земли.

Антициклон - область повышенного барометрического давления диаметром 5000-6000 км. Летом антициклоны приносят хорошую, теплую и даже жаркую погоду, а также кратковременные ливни, иногда очень сильные с градом и громом. Зимой они приносят ясную, холодную, свежую или холодную облачную погоду со снегопадами, устойчивым туманом.

Тропосфера характеризуется наибольшей плотностью воздуха, вертикальными и горизонтальными конвекционными потоками, значительными изменениями влажности, относительным постоянством химического состава, неустойчивостью физических свойств воздуха, наличием вертикального температурного градиента (при поднятии на высоту температура воздуха снижается на 0,65 °C на каждые 100 м высоты). Конвекция - это постоянное турбулентное (беспорядочное, хаотичное) перемешивание воздушных масс в теплое время года в тропосфере и перенос тепла потоками воздуха.

Иногда в тропосфере из-за отражения снежным покровом Земли солнечных лучей и охлаждения приземных слоев воздуха могут возникать аномальные явления, так называемые инверсии (от лат. inversion - переворачивание, перестановка). При инверсии наблюдается, наоборот, возрастание температуры воздуха в атмосфере при поднятии на высоту вместо обычного для тропосферы ее убывания (главным образом при антициклонах).

Известно, что интенсивные выбросы промышленных предприятий при безветренной погоде с температурной инверсией почти не рассеивались в атмосфере, а прижимались к поверхности Земли. В результате этого в промышленных городах (Лондон, ЛосАнджелес, Донар, Магнитогорск и др.) возникал токсический туман - смог, в результате которого отмечались случаи массовых

заболеваний органов дыхания, кровообращения, резко повышалась смертность.

Стратосфера - второй слой атмосферы от поверхности Земли, который простирается на высоту 50-60 км от тропосферы. Особенностью стратосферы являются:

• прогрессирующая разреженность воздуха;

• низкая влажность;

• высокая интенсивность ультрафиолетового (УФ) излучения;

• постепенное повышение температуры воздуха от -56,5 °C на высоте 25 км до 0,1 °C на высоте 55 км;

• наличие большого количества озона.

Высокое содержание озона обусловливает ряд оптических явлений (миражи), оказывает существенное влияние на интенсивность и спектральный состав электромагнитных излучений. Озон поглощает губительное для живых организмов коротковолновое ультрафиолетовое излучение.

Озон обладает окислительными свойствами, поэтому в загрязненном воздухе городов его концентрации ниже, чем в воздухе сельской местности. В связи с этим ранее озон считался показателем чистоты воздуха. Однако в последние годы установлено, что озон образуется в результате фотохимических реакций при формировании смога, поэтому обнаружение озона в атмосферном воздухе крупных городов считают показателем его загрязнения. В настоящее время появилось большое число публикаций, в которых приводятся данные об уменьшении озонового слоя Земли.

Мезосфера - третий слой атмосферы, находится на высоте от 60 до 90 км. Отличительной особенностью мезосферы является вторичное понижение температуры от 0,1 до -90 °C. В стратосфере и мезосфере на высоких и средних широтах наблюдается муссонная циркуляция воздуха, т.е. смена воздушных течений определенного направления: зимой преобладают западные ветры, летом - восточные. Именно в мезосфере на высоте 80 км иногда можно наблюдать блестящие серебристые облака, ярко освещенные Солнцем, находящимся за горизонтом.

Термосфера (ионосфера) - четвертый слой, простирается до 1000 км и характеризуется прогрессивным повторным повышением температуры до 250 °C. Важнейшей физической особенностью этого слоя является повышенная ионизация, т.е. наличие огромного количества электрически заряженных частиц, вызванных солнечным

излучением. В термосфере преимущественно на высоких широтах Земли наблюдаются полярные сияния.

Экзосфера - внешний, пятый, самый высокий слой, расположен на высоте от 1000 до 3000 км, характеризуется наличием большого количества протонов высоких энергий (от 20 до 800 МэВ), свободных электронов, образующих 1-й, 2-й и 3-й радиационные пояса Земли.

По электрическим параметрам атмосфера делится на две большие зоны: нейросферу и ионосферу.

2.1. Физические свойства и химический состав

воздуха

К физическим параметрам воздушной среды относятся:

• температура, влажность, скорость движения (подвижность) воздуха;

• атмосферное давление;

• солнечная радиация;

• электрическое состояние (грозовые разряды, ионизация воздуха, электрическое поле атмосферы);

• радиоактивность.

Температура воздуха. Одним из условий для осуществления нормального хода жизненных процессов является постоянство температуры, при нарушении которого возможно развитие тяжелых, иногда необратимых изменений.

Разумеется, человек не является беззащитным по отношению к неблагоприятным температурным воздействиям, так как он обладает сложным и совершенным механизмом терморегуляции. Однако этот механизм далеко не всегда может справиться с резким и длительным изменением микроклиматических условий, оказывающих влияние на самочувствие и работоспособность человека.

Установлено, что средние пределы температурных колебаний нашего организма, при которых сохраняется его работоспособность, сравнительно невелики. При этом тепловой баланс у людей, не выполняющих физическую работу, может некоторое время поддерживаться при температуре воздуха 40 и 30 °C и относительной влажности 30 и 85 % соответственно.

Различают следующие пути отдачи тепла человеком: конвекция - отдача тепла с поверхности кожи близлежащим слоям воздуха;

кондукция - отдача тепла при соприкосновении тела с холодными поверхностями окружающих предметов; излучение - отдача тепла при наличии ограждений и предметов, имеющих более низкую температуру поверхностей, чем температура кожи человека.

При воздействии на организм низких температур воздуха наблюдаются нарушение трофики тканей с дальнейшим развитием невритов, миозитов; понижение резистентности организма за счет рефлекторного фактора, что способствует развитию патологических состояний как инфекционной, так и неинфекционной природы. Местное охлаждение (особенно ног) может привести к возникновению простудных заболеваний: ангины, острой респираторной вирусной инфекции, пневмонии. Это связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки верхних дыхательных путей (носоглотки).

При длительном воздействии высокой температуры воздуха нарушается водно-солевой и витаминный обмен, особенно при выполнении физической работы. Усиленное потоотделение ведет к потере жидкости, солей и водорастворимых витаминов.

При высокой температуре воздуха изменяется деятельность желудочно-кишечного тракта. Выделение из организма иона хлора, прием большого количества воды ведут к угнетению желудочной секреции и снижению бактерицидности желудочного сока, что создает благоприятные условия для развития воспалительных процессов в желудочно-кишечном тракте. Установлено, что потеря более 30 г хлорида натрия ведет к мышечным спазмам и судорогам. При сильном потоотделении потери водорастворимых витаминов (С, В₁, В₂) могут достигать 15-25 % суточной потребности.

Влияние высокой температуры воздуха отрицательно сказывается и на функциональном состоянии центральной нервной системы (ЦНС), что проявляется ослаблением внимания, нарушением точности и координации движений, замедлением реакций. Это способствует снижению качества работы и увеличению производственного травматизма.

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 38 °C и выше. 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 быстрое повышение температуры до 41 °C и выше, снижение артериального давления, потеря сознания, нарушение состава крови, судороги. Дыхание становится частым (до 50-60 в мин), поверхностным. В результате нарушения водносолевого баланса при высокой температуре может развиться судорожная болезнь. При оказании первой помощи необходимо принять меры к охлаждению организма (прохладный душ, ванна и

др.).

Комфортным тепловое состояние среды и человека считается при температуре воздуха 17-22 °C, предельно допустимым - при верхней границе 25 °C и нижней 14 °C; предельно переносимым - соответственно при 35 °C и 10 °C; экстремальным - при 40 °C и -40-50 °C. В последнем случае обычная зимняя одежда не может поддерживать тепловое равновесие организма.

Влажность воздуха обусловливается испарением воды с поверхности морей, океанов, больших рек и озер. Вертикальный и горизонтальный воздухообмен способствует распространению влаги в тропосфере Земли. Относительная влажность подвержена суточным колебаниям, что связано прежде всего с изменением температуры. Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его полного насыщения. При низких температурах необходимо меньшее количество водяных паров для максимального насыщения.

При проведении натурных исследований находят абсолютную, максимальную, относительную влажность, дефицит насыщения, физиологический дефицит влажности, точку росы.

Абсолютная влажность выражается парциальным давлением водяных паров в миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст.) или в единицах массы (количество водяных паров) в граммах в кубическом метре воздуха (г/м³). Абсолютная влажность дает представление об абсолютном содержании водяных паров в воздухе, но не показывает степень его насыщения.

Максимальная влажность - количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре, измеряется в миллиметрах ртутного столба или в граммах в кубическом метре воздуха.

Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, или, иначе, процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения.

Дефицит насыщения - разница между максимальной и абсолютной влажностью.

Физиологический дефицит влажности - отношение количества фактически содержащихся водяных паров в воздухе к их максимальному количеству, которое может содержаться в воздухе при температуре поверхности тела человека и легких, т.е. соответственно при 34 и 37 °C. Физиологический дефицит влажности показывает, сколько граммов воды может извлечь из организма каждый кубический метр вдыхаемого воздуха.

Точка росы - температура, при которой находящиеся в воздухе водяные пары насыщают пространство 1 м³ воздуха.

Наибольшее гигиеническое значение имеют относительная влажность и дефицит насыщения, так как они определяют степень 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 быстрее будет происходить испарение воды, следовательно, тем интенсивнее будет теплоотдача путем испарения пота.

В гигиенической практике считается, что оптимальная величина относительной влажности находится в пределах 40-60 %, приемлемая нижняя - 30 %, приемлемая верхняя - 70 %, крайняя нижняя - 10-20 % и крайняя верхняя 80-100 %.

Скорость движения (подвижность) воздуха. Движение воздуха принято характеризовать направлением и скоростью. Отмечено, что для каждой местности характерна закономерная повторяемость ветров преимущественно одного направления. Для выявления закономерности направлений используют специальную графическую величину - розу ветров, представляющую собой линии румбов по сторонам света, на которых отложены отрезки, соответствующие числу направления ветров, выраженного в процентах по отношению к общему их числу. Роза ветров позволяет правильно осуществлять взаиморасположение и ориентацию жилых и обще-

ственных зданий, больниц, аптек, санаториев к промышленным предприятиям.

Подвижность воздуха способствует вентиляции жилых кварталов и расположенных там зданий, обуславливает очищение атмосферы от поступающих загрязнений.

Влияние подвижности воздуха непосредственно на человека приводит к увеличению теплоотдачи с поверхности тела. При низкой температуре окружающей среды это вызывает охлаждение организма, при высокой температуре воздуха, увеличивая теплоотдачу путем конвекции и испарения, предохраняет организм от перегревания.

Атмосферное давление. Подверженная силе земного притяжения атмосфера оказывает давление на поверхность Земли и на все объекты, находящиеся на ней. Для практических целей пользуются Международной стандартной атмосферой (МСА). На уровне моря при температуре 15 °C эта величина равна 101,3 кПа (760 мм рт.ст.). Вследствие того что наружное давление полностью уравновешивается внутренним, наш организм практически не ощущает тяжести атмосферы. На поверхности Земли колебания атмосферного давления связаны с погодными условиями и не превышают 0,5-1,3 кПа (4-10 мм рт.ст.). Однако возможны существенное повышение и понижение атмосферного давления, способные привести к неблагоприятным изменениям в организме.

Здоровые люди обычно не замечают этих колебаний, которые практически не оказывают влияния на их самочувствие. Однако у больных ревматизмом, невралгиями, гипертонической болезнью и другими заболеваниями, особенно у пожилых, эти колебания вызывают изменение самочувствия, приводят к нарушению отдельных функций организма.

Пониженное атмосферное давление способствует развитию у людей симптомокомплекса, известного под названием высотной (горной) болезни. Она может возникать при подъеме на высоту и, как правило, встречается у летчиков и альпинистов при отсутствии мер (приборов), предохраняющих от влияния пониженного атмосферного давления. В легочной ткани происходит обмен газов крови и альвеолярного воздуха. Диффундируя через мембраны, газы стремятся к состоянию равновесия, переходя из области высокого давления в область низкого давления.

Высотная болезнь возникает в результате понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, что приводит к кислородному голоданию тканей.

По мере снижения парциального давления кислорода уменьшается насыщенность кислородом гемоглобина с последующим нарушением снабжения клеток кислородом. Первые симптомы кислородной недостаточности определяются при подъеме на высоту 3000 м без кислородного прибора.

Резерв кислорода в организме не превышает 0,9 л и определяется количеством растворенного в плазме крови кислорода. Этого резерва достаточно лишь на 5-6 мин жизни, после чего стремительно развиваются явления кислородной недостаточности. К кислородному голоданию наиболее чувствительны клетки мозга, так как кора головного мозга потребляет кислорода в 30 раз больше на единицу массы, чем все другие ткани. Клетки мозга гибнут раньше, чем снижается тонус грудных мышц, когда еще возможны дыхательные движения.

В результате нарушения деятельности ЦНС появляются усталость, сонливость, тяжесть в голове, головная боль, нарушение координации движений, повышенная возбудимость, сменяющаяся апатией и депрессией. При более глубокой гипоксии отмечаются нарушения работы сердца: тахикардия, пульсация артерий (сонной, височной и др.), изменения электрокардиограммы. Нарушается моторная и секреторная функции желудочно-кишечного тракта, меняется периферический состав крови.

Для повышения устойчивости организма к условиям пониженного атмосферного давления необходима акклиматизация. Специфические методы тренировки с учетом действия отмеченных факторов позволяют повысить репродуктивную способность костного мозга, увеличить количество эритроцитов и содержание гемоглобина в крови.

К мероприятиям по акклиматизации к кислородной недостаточности следует отнести тренировки в барокамерах, пребывание в условиях высокогорья, закаливание и др. Положительное влияние оказывает прием повышенного количества витаминов С, Р, В₁, В₂, В₆, РР, фолиевой кислоты.

Повышенное атмосферное давление является основным производственным фактором при строительстве подводных тоннелей, метро, проведении водолазных работ и т.д. Кратковременному

(мгновенному) воздействию высокого давления подвергаются лица при разрыве бомб, мин, снарядов, выстрелах и запусках ракет. Чаще всего работа в условиях повышенного атмосферного давления осуществляется в специальных камерах-кессонах или скафандрах. При работе в кессонах различают три периода: компрессии, пребывания в условиях повышенного давления и декомпрессии.

Компрессия характеризуется незначительными функциональными нарушениями: шумом в ушах, заложенностью, болевыми ощущениями вследствие механического давления воздуха на барабанную перепонку. Тренированные люди эту стадию переносят легко, без неприятных ощущений.

Пребывание в условиях повышенного давления обычно сопровождается легкими функциональными нарушениями: урежением пульса и частоты дыхания, снижением максимального и повышением минимального артериального давления, понижением кожной чувствительности и слуха.

В зоне повышенного атмосферного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха (сатурация) , главным образом азотом. Это насыщение продолжается до уравнивания парциального давления азота в окружающем воздухе с парциальным давлением азота в тканях.

Быстрее всего насыщается кровь, медленнее - жировая ткань. В то же время жировая ткань насыщается азотом в 5 раз больше, чем кровь или другие ткани. Общее количество азота, растворенного в организме при повышенном атмосферном давлением, может достигать 4-6 л против 1 л азота, растворенного при нормальном давлении.

В период декомпрессии в организме наблюдается обратный процесс - выведение из тканей газов (десатурация). При правильно организованной декомпрессии растворенный азот в виде газа выделяется через легкие (за 1 мин 150 мл азота). Однако при быстрой декомпрессии азот не успевает выделяться и остается в крови и тканях в виде пузырьков, причем наибольшее количество их скапливается в нервной ткани и подкожной клетчатке. Отсюда и из других органов азот поступает в кровеносное русло и вызывает газовую эмболию (кессонная болезнь). Опасность газовой эмболии возникает тогда, когда парциальное давление азота в тканях будет выше парциального давления азота в альвеолярном воздухе более чем в 2 раза. Характерным признаком этого заболевания

являются тянущие боли в области суставов и мышц. При эмболии кровеносных сосудов ЦНС наблюдаются головокружение, головная боль, расстройство походки, речи, судороги. В тяжелых случаях возникают парезы конечностей, расстройство мочевыделения, поражаются легкие, сердце, глаза и т.д. Для предупреждения возможного развития кессонной болезни важны правильная организация декомпрессии и соблюдение рабочего режима.

Солнечная радиация является важнейшим фактором существования жизни на Земле. С физической точки зрения солнечная энергия представляет собой поток электромагнитных излучений с различной длиной волны. Спектральный состав излучения солнца колеблется в широком диапазоне от длинных до ультракоротких волн.

В гигиеническом отношении особый интерес представляет оптическая часть солнечного спектра, которая разделяется на три диапазона: инфракрасные лучи с длиной волн от 28 000 до 760 нм, видимая часть спектра - от 760 до 400 нм и УФ-часть - от 400 до 10 нм.

Установлено, что солнечная радиация оказывает мощное биологическое действие: стимулирует физиологические процессы в организме, изменяет обмен веществ, улучшает самочувствие человека, повышает его работоспособность.

Инфракрасное излучение. По биологической активности инфракрасные лучи делятся на коротковолновые с диапазоном волн от 760 до 1400 нм и длинноволновые с диапазоном волн от 1400 до 28 000 нм. Инфракрасное излучение оказывает на организм тепловое воздействие, которое в значительной мере определяется поглощением лучей кожей. Для лечения некоторых воспалительных заболеваний используется коротковолновое инфракрасное излучение, которое дает прогревание глубоких тканей без субъективного ощущения жжения кожи. Напротив, длинноволновая инфракрасная радиация поглощается поверхностными слоями кожи, где сосредоточены терморецепторы, чувство жжения при этом выражено.

Наиболее интенсивное неблагоприятное воздействие инфракрасной радиации наблюдается в производственных условиях. У рабочих горячих цехов, стеклодувов и представителей других профессий, имеющих контакт с мощными потоками инфракрасной радиации, понижается электрическая чувствительность глаза,

увеличивается скрытый период зрительной реакции, ослабляется условно-рефлекторная реакция сосудов.

Инфракрасные лучи способны проходить через мозговую оболочку и воздействовать на рецепторы мозга. Вследствие нагрева мозговых оболочек коры больших полушарий возможно развитие солнечного удара. У пострадавших отмечаются сильное возбуждение, потеря сознания, судороги и ряд других изменений. Под воздействием инфракрасной радиации возможны поражение органов зрения в виде катаракты, изменения иммунологической реактивности организма и др.

Видимая радиация. Интенсивность видимого спектра солнечной радиации у поверхности Земли зависит от погоды, высоты стояния Солнца над горизонтом, запыленности воздуха и ряда других факторов.

Видимый свет оказывает специфическое воздействие на функции органа зрения, функциональное состояние ЦНС и через нее на все органы и системы организма. Организм реагирует не только на ту или иную освещенность, но и на весь спектр солнечного света. Оптимальные условия для зрительного аппарата создают волны зеленой и желтой зоны спектра, могут вызывать возбуждение и усиливать чувство тепла лучи оранжево-красной части спектра. Угнетающее действие, усиливающее тормозные процессы в ЦНС, оказывают сине-фиолетовые лучи солнечного спектра. Особое гигиеническое значение света заключается в его влиянии на функции зрения.

УФ-излучение. Поглощение УФ-излучения клетками ткани приводит к расщеплению молекул белка и нуклеиновых кислот. Образовавшиеся продукты (гистамин, витамин D и др.) являются биологически активными веществами. В нуклеиновых кислотах образуются атипичные молекулярные связи, нарушающие кодирующие свойства ДНК. Значительные изменения претерпевают ароматические аминокислоты: фенилаланин, тирозин и триптофан. Выраженной деструкции подвергается цистеин. Инактивируются некоторые клеточные энзимы.

По биологическому действию на организм УФ-излучение делится на три области: УФ-С - от 200 до 280 нм, УФ-В - от 280 до 315 нм и УФ-А - от 315 до 400 нм. Наибольшей биологической активностью обладает область УФ-В.

Наиболее характерной реакцией организма на воздействие УФизлучения с длиной волн 315-400 нм является развитие пигментации, которая наступает без предварительного покраснения кожи. Специфической реакцией организма на действие УФ-радиации является развитие эритемы (покраснение). Ультрафиолетовая эритема имеет ряд отличий от инфракрасной эритемы. Так, ультрафиолетовой эритеме свойственны строго очерченные контуры, ограничивающие участки воздействия УФ-лучей, она возникает через некоторое время после облучения и, как правило, переходит в загар. Инфракрасная эритема возникает тотчас после теплового воздействия, имеет размытые края и не переходит в загар. В настоящее время имеются факты, свидетельствующие о значительной роли ЦНС в развитии ультрафиолетовой эритемы. Так, при нарушении проводимости периферических нервов или после введения новокаина эритема на данном участке кожи слабая или совсем отсутствует.

УФ-радиация в диапазоне волн от 315 до 280 нм оказывает специфическое антирахитическое действие. При недостаточном облучении УФ-лучами этого диапазона волн страдают фосфорнокальциевый обмен, нервная система, паренхиматозные органы, система кроветворения, снижаются окислительно-восстановительные процессы, нарушается стойкость капилляров, снижаются работоспособность и сопротивляемость простудным заболеваниям.

У детей возникает рахит с определенными клиническими симптомами. У взрослых нарушение фосфорно-кальциевого обмена на почве гиповитаминоза D проявляется в плохом срастании костей при переломах, ослаблении связочного аппарата суставов, быстром разрушении эмали зубов. УФ-радиация в диапазоне волн от 315 до 280 нм легко поглощается и рассеивается в запыленном атмосферном воздухе.

В связи с этим жители промышленных городов, где атмосферный воздух загрязнен различными выбросами, испытывают ультрафиолетовое голодание. Недостаточность естественного УФизлучения испытывают также жители Крайнего Севера, рабочие угольной и горнорудной промышленности, лица, работающие в темных помещениях, и т.д. Для восполнения естественного солнечного облучения эти контингенты дополнительно облучают искусственными источниками ультрафиолетовой радиации либо в специальных фотариях, либо путем комбинации осветительных

ламп с лампами, дающими излучение в спектре, близком к естественному УФ-излучению.

Бактерицидное действие УФ-радиации (лучи с длиной волн от 180 до 275 нм) используется в медицине при санации воздушной среды в операционных, асептических блоках аптек, микробиологических блоках и т.д. Бактерицидные лампы с указанным выше спектром используются для обеззараживания молока, дрожжей, безалкогольных напитков. Они успешно применяются для обеззараживания питьевой воды, лекарств и др.

Электрическое состояние воздушной среды. Под собирательным термином «атмосферное электричество» обычно понимают целый комплекс явлений, включающий в себя ионизацию воздуха, электрические и магнитные поля атмосферы.

Ионизация воздуха. Физическая сущность ионизации воздуха заключается в действии на молекулы воздуха различных ионизирующих факторов: радиоактивных элементов, космического, УФизлучения, электрических, грозовых разрядов, баллоэлектрического эффекта, применение аэроионизаторов.

Под ионизацией воздуха понимают распад молекул и атомов с образованием аэроионов. В результате происходит отрыв электрона от молекулы и она становится положительно заряженной, а оторвавшийся свободный электрон, присоединившись к одной из нейтральных молекул, сообщает ей отрицательный заряд. Поэтому в атмосфере образуется пара противоположно заряженных частиц - отрицательные и положительные ионы.

Молекулярные комплексы (10-15 молекул) с одним элементарным зарядом называют нормальными, или легкими, ионами. Они имеют размер 10^-8 см и обладают сравнительно большой подвижностью.

Сталкиваясь с постоянно присутствующими в атмосфере более крупными частицами, легкие ионы оседают на них и сообщают им свой заряд. Возникают вторичные ионы, включающие средние (10^-6 см) и тяжелые (10^-5 см) аэроионы.

Ионный состав воздуха является важным гигиеническим показателем. Умеренное повышение концентрации легких ионов (особенно с преобладанием отрицательного знака) может рассматриваться как положительное явление. Воздействие на человека легких отрицательных аэроионов является благоприятным биологическим фактором. Наоборот, чрезмерно высокие концентрации

ионов положительного знака, особенно тяжелых, свидетельствуют о низком гигиеническом качестве воздуха.

Отношение числа тяжелых ионов к числу легких ионов определяет ионизационный режим воздушной среды. Для характеристики ионизации воздуха используется коэффициент униполярности (q), показывающий отношение числа положительных ионов к числу отрицательных. Чем более загрязнен воздух, тем выше этот коэффициент.

Количество легких ионов зависит от географических, геологических условий, погоды, уровня радиоактивности окружающей среды, загрязнения атмосферного воздуха. С увеличением влажности воздуха возрастает 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.

Электрическое поле. Земля в целом имеет свойства отрицательного заряженного проводника, а атмосфера - положительно заряженного. В результате происходит перемещение ионов обоих знаков и возникает вертикальный электроток. С увеличением атмосферного давления, уменьшением прозрачности воздуха и образованием туманов электрическое поле может возрастать в 2- 5 раз. Естественно, что столь большие изменения могут оказывать отрицательное влияние на самочувствие больных, ослабленных людей.

Магнитное поле. Быстрое изменение магнитного поля (магнитные возмущения и бури) возникает в связи с усилением притока заряженных частиц с поверхности Солнца в период повышения его активности. Установлено, что эти изменения могут оказывать влияние на функциональное состояние ЦНС, вызывая усиление процессов торможения. В период магнитных бурь резко возрастает частота обострений нервно-психических заболеваний.

Радиоактивность воздушной среды. Естественная радиоактивность атмосферы зависит от наличия в ней таких газов, как радон, актинон и торон, являющихся продуктом распада радия, актиния и тория. В воздухе содержатся углерод-14, аргон-41, фтор-18, сера- 32 и ряд других изотопов, образующиеся в результате бомбарди-

ровки атомов азота, водорода и кислорода потоками частиц космического излучения.

Искусственное радиоактивное загрязнение биосферы обусловлено проведенными испытаниями атомного оружия, авариями на атомной электростанции, широким использованием источников ионизирующих излучений в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других отраслях науки и техники.

2.2. Химический состав атмосферного воздуха

Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов с различным объемным содержанием (табл. 2-1). Химический состав мало меняется с высотой. Однако ввиду того что с высотой воздух разрежается, содержание каждого газа в единице объема уменьшается.

Таблица 2-1. Состав сухого атмосферного воздуха при нормальных условиях

Азот по количественному содержанию является наиболее существенной составной частью атмосферного воздуха. Он принадлежит к индифферентным газам и играет роль разбавителя кислорода. При избыточном давлении (4 атм) азот может оказывать наркотическое действие.

В природе идет непрерывный круговорот азота, в результате чего азот атмосферы под влиянием электрических разрядов превращается в окислы азота, которые, вымываясь из атмосферы

осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Под влиянием бактерий почвы соли азотистой кислоты превращаются в соли азотной кислоты, которые, в свою очередь, усваиваются растениями и служат для синтеза белка. При разложении органических веществ азот восстанавливается и снова поступает в атмосферу, из которой вновь связывается биологическими объектами.

Азот воздуха усваивается сине-зелеными водорослями и некоторыми видами бактерий почвы (клубеньковыми и азотфиксирующими).

Кислород. Постоянное содержание кислорода поддерживается непрерывными процессами его обмена в природе. Кислород потребляется при дыхании человека и животных, он необходим для горения и окисления. Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза растений. Наземные растения и фитопланктон ежегодно поставляют в атмосферу около 1,5?10¹⁵ т кислорода, что примерно соответствует его потреблению. В последние годы установлено, что под действием солнечных лучей молекулы воды распадаются с образованием молекул кислорода. Это второй источник образования кислорода в природе.

Организм человека очень чувствителен к недостатку кислорода. Уменьшение его содержания в воздухе до 17 % приводит к учащению пульса, дыхания. При концентрации кислорода 11-13 % отмечается выраженная кислородная недостаточность, приводящая к резкому снижению работоспособности. Содержание в воздухе 7-8 % кислорода несовместимо с жизнью.

Углекислый газ в природе находится в свободном и связанном состоянии. Диоксид углерода в 1,5 раза тяжелее воздуха. В окружающей среде происходят непрерывные процессы выделения и поглощения диоксида углерода. В атмосферу он выделяется в результате дыхания человека и животных, а также горения, гниения, брожения.

Диоксид углерода является физиологическим возбудителем дыхательного центра. Его парциальное давление в крови обеспечивается регулированием кислотно-щелочного равновесия. В организме он находится в связанном состоянии в виде двууглекислых солей натрия в плазме и эритроцитах крови. При вдыхании больших концентраций диоксида углерода нарушаются окислительновосстановительные процессы. Чем больше диоксида углерода во

вдыхаемом воздухе, тем меньше его может выделить организм. Накопление диоксида углерода в крови и тканях ведет к развитию тканевой аноксии. Увеличение содержания диоксида углерода во вдыхаемом воздухе до 3 % приводит к нарушениям функции дыхания (одышка), появлению головной боли и снижению работоспособности, при 4 % отмечают усиление головной боли, шум в ушах, сердцебиение, возбужденное состояние, при 8 % и более возникает тяжелое отравление и наступает смерть. По содержанию диоксида углерода судят о чистоте воздуха в жилых и общественных зданиях, значительное накопление этого соединения в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие помещения (скученность людей, плохая вентиляция).

Считают, что ощущение дискомфорта обычно связано не только с увеличением содержания диоксида углерода свыше 0,1 %, но и с изменением физических свойств воздуха при скоплении людей в помещениях: повышаются влажность и температура, изменяется ионный состав воздуха главным образом за счет увеличения положительных ионов и др.

Из всех показателей, связанных с ухудшением свойств воздуха, диоксид углерода наиболее доступен простому определению. Поэтому концентрация (0,1 %) издавна принята в гигиенической практике как предельно допустимая величина, интегрально отражающая химический состав и физические свойства воздуха в жилых и общественных помещениях. Таким образом, диоксид углерода является косвенным гигиеническим показателем, по которому оценивают степень чистоты воздуха. По содержанию диоксида углерода производится расчет вентиляции в жилых и общественных зданиях.

От содержания диоксида углерода зависит тепловой баланс планеты. В литературе обсуждается вопрос о роли диоксида углерода в создании парникового эффекта, приводящего к повышению температуры приземного слоя воздуха.

Другие составные части воздуха. В атмосферном воздухе содержатся водород, метан, закись азота, аммиак, сероводород. Эти газы являются результатом естественных процессов, происходящих на поверхности Земли и в атмосфере.

Особенности формирования воздушной среды в крупном городе. Источники загрязнения атмосферного воздуха делятся на естественные (природные) и искусственные (антропогенные).

Таблица 2-2. Источники загрязнения воздуха

Наиболее активными с точки зрения химического взаимодействия с компонентами атмосферы и биосферы являются соединения серы, азота, фосфора, галогенов, фенолов и формальдегид.

Ежегодно в атмосферу поступают сотни миллионов тонн оксидов серы, азота, галогенпроизводных и других соединений.

Основными источниками загрязнений атмосферы являются энергетика, автомобильный и авиационный транспорт, предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности.

Наряду с газообразными веществами в атмосферу выбрасывается огромное количество аэрозолей различного происхождения (предприятия строительной индустрии, транспорт и др.).

Многие загрязняющие вещества, попадая в воздух, подвергаются химическим или фотохимическим превращениям с участием компонентов воздуха.

За последние 100 лет выбросы углекислого газа в атмосферу возросли в 30 раз, свинца - в 20 раз, двуокиси серы - в 15 раз.

Наличие предприятий, выделяющих вредные выбросы, даже при высокой эффективности очистных установок (97-98 %) существенно влияет на состояние атмосферного воздуха населенных мест.

В сельской местности загрязненность атмосферы в 10 раз, а в промышленных городах - в 150 раз выше, чем над океаном.

Техногенное поступление в окружающую среду широко используемых в производстве и быту химических соединений в 10-100 раз превышает их естественное поступление при вулканизации и выветривании горных пород. Так, все вулканы Земли ежегодно выбрасывают на поверхность около 3 млрд т вещества. За то же время в результате производственной деятельности извлекается из земных недр более 120 млрд т различных руд, горючих ископаемых, строительных материалов.

В отличие от промышленно развитых стран Россия не является основным поставщиком загрязняющих веществ в атмосферу, ее вклад по диоксиду серы составляет 12 % (США - 21 %), оксидам азота - около 6 % (США - более 20 %), оксиду углерода - 10 %

(США - 70 %).

Нью-Йорк ежедневно выбрасывает в воздух 3200 т двуокиси серы, 280 т промышленной пыли, 4200 т углерода, азота и других ядовитых веществ.

В Токио ежегодно выбрасывается в атмосферу 1,7 млн т газов промышленными предприятиями и 700 тыс. т двуокиси углерода автотранспортом.

По данным агентства по охране окружающей среды США, около 100 городов страны нарушают закон о чистом воздухе.

По сведениям Роспотребнадзора РФ, уровень загрязнения атмосферы в городах России остается высоким.

За год средние концентрации веществ были выше ПДК в 187 городах, где проживает 65,4 млн человек. Концентрации взвешенных веществ превышали ПДК в 71 городе, диоксида азота - в 93, бенз(а)пирена - в 39, формальдегида - в 96 городах.

Наиболее многочисленные группы населения (22,4 млн человек) подвергаются воздействию взвешенных веществ, второе место по масштабу воздействия занимает бенз(а)пирен, третье - фенол (табл. 2-3).

Наибольший вклад в загрязнение атмосферы (по объему выбросов) внесли предприятия энергетики (27,9 %), цветной (22,8 %) и черной (15 %) металлургии.

Автомобильный транспорт. В выхлопных газах автомобилей содержится до 3 % угарного газа, 0,06 % окиси азота, 0,5 % углеводорода, 0,06 % окиси серы, 0,004 % альдегидов и т.д.

Каждый легковой автомобиль ежегодно выделяет в воздух в среднем 800 кг окиси углерода, 220 кг углеводородов и 40 кг оксидов азота.

При использовании этилированного бензина с выхлопными газами в атмосферный воздух поступает 25-75 % содержавшегося в нем свинца и диоксины.

За 1 год более 550 млн автомобилей мира выбросили в атмосферу около 200 млн т окиси углерода, 50 млн т углеводорода, 20 млн т азота и миллионы тонн сернистого газа, органических веществ, свинца и других элементов. В результате этого резко повысилось

Таблица 2-3. Воздействие химических веществ и соединений на население

содержание свинца и цинка в почве и растительности вдоль транспортных магистралей.

Автомобильному транспорту как источнику загрязнения воздушной среды присущ ряд особенностей. Во-первых, численность автомобилей в крупных городах быстро увеличивается, а вместе с тем непрерывно растет и валовой выброс вредных продуктов в атмосферу. Во-вторых, в отличие от промышленных источников загрязнения, привязанных к определенным площадкам и, как правило, изолированных от жилой застройки санитарно-защитными зонами, автомобиль - движущийся источник загрязнения, негативное воздействие которого распространяется на жилые районы,

места отдыха и т.п. В-третьих, автомобильный выброс распространяется на уровне дыхания человека и его рассеяние в условиях городской застройки затруднено.

Авиационный транспорт. При взлете 4-моторный реактивный самолет оставляет позади себя шлейф ядовитых газов, по объему равный выхлопу 6800 автомобилей.

Реактивный лайнер при перелете из Америки в Европу за 8 ч потребляет 35 т кислорода. Такое количество производят за то же время примерно 25 тыс га леса.

Летящие на большой высоте самолеты выбрасывают окислы азота непосредственно в нижних слоях стратосферы, где они вступают в реакции, ведущие к разрушению озонового слоя планеты. Особенно велико загрязнение атмосферы вблизи аэропортов.

Ракетно-космическая техника. При взлете ракеты-носителя, выводящей на орбиту корабли, выбрасывается в атмосферу и околоземное пространство 60 т хлористого водорода, 87 т аэрозолей окиси алюминия, 3 т окиси азота, 0,2 т хлора. Однако воздействие выбросов при полетах ракет на тропосферу и стратосферу очень незначительно. Интенсивное освоение околоземного космического пространства в течение последних десятилетий создает возможность серьезной угрозы разрушения газовой оболочки Земли.

Теплоэлектростанции. При сжигании угля, нефти, мазута в атмосферный воздух выбрасываются окислы серы (до 6 %), зола (до 320 т в сутки), окислы азота, окислы кальция и железа, мышьяк (канцероген), радиоактивные элементы (с радиоактивностью около 1 % от естественного радиационного фона).

Промышленные предприятия. Заводы черной металлургии выбрасывают в атмосферу с газами доменных печей железно-рудную пыль, сернистый газ, окислы углерода, азота, фенолы.

В выбросах предприятий цветной металлургии присутствуют мышьяк, свинец, пыль, сернистый газ, фтористые соединения, окислы тяжелых металлов и ряд других примесей. Иногда они обнаруживаются на расстоянии 4-5 км от источника.

С выбросами коксохимических предприятий в воздух поступают фенол, различные углеводороды, сернистый газ и ряд других токсичных соединений.

В районе коксохимических заводов сероводород обнаруживается в дозах, превышающих допустимые концентрации, на расстоянии 12 км, сернистый газ - до 11 км, бенз(а)пирен - до 2 км.

Нефтеперерабатывающие заводы, предприятия химической промышленности являются источниками выбросов в атмосферу углеводородов.

В воздухе крупных городов обнаруживается до 50 различных соединений углеводородов: парафины, олефины, ацетилены, ароматические углеводороды, хлорированные углеводороды.

Неблагоприятное действие веществ, обладающих токсическими свойствами, при проникании в организм человека может проявляться в виде острых или хронических отравлений и других заболеваний.

Загрязнение воздушного бассейна значительно усиливает коррозию металлов, ускоряет разрушение фасадов зданий, губительно действует на поверхность памятников, сооружений и покрытий, сделанных из природного камня, в особенности из мрамора и известняка.

Гигиеническое нормирование неблагоприятных веществ в атмосферном воздухе. Гигиеническое нормирование атмосферных загрязнений устанавливается на основе лимитирующего показателя вредности - по уровню концентрации, который оказался наименьшим при использовании различных тестов. Определяются предельно допустимые концентрации (ПДК): максимально разовые и среднесуточные.

При этом должны соблюдаться следующие основные принципы:

• допустимой признается только такая концентрация химического вещества в атмосферном воздухе, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного или неприятного действия, не влияет на его самочувствие и работоспособность;

• воздействие химического фактора на население, в том числе на детей, пожилых и ослабленных лиц может продолжаться длительно (круглосуточно);

• норматив должен быть установлен ниже порога острого и хронического воздействия на человека, животных и растительность; ниже порога запаха и раздражающего действия на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, значительно ниже ПДК, принятых для воздуха производственных помещений.

В зависимости от признака вредности атмосферные загрязнения подразделяются на вещества преимущественно рефлекторно-

го действия, резорбтивного действия, рефлекторно-резорбтивного действия, а также на вещества, приводящие к санитарно-гигиеническому дискомфорту.

Под рефлекторным действием понимается реакция рецепторов верхних дыхательных путей: ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т.п. В эксперименте изучаются пороговые концентрации рефлекторного действия - порог запаха и в некоторых случаях порог раздражающего действия. Эти исследования проводятся с волонтерами на специальных установках, обеспечивающих подачу в зону дыхания строго дозируемых концентраций химических соединений. В результате статистической обработки полученных результатов устанавливается пороговая величина. Эти материалы затем используются для обоснования максимальной разовой ПДК (ПДК_м.р). ПДК_м.р (время усреднения пробы воздуха 20-30 мин) направлена на предупреждение рефлекторных реакций, связанных с кратковременным пиковым повышением концентрации вредного вещества.

Под резорбтивным действием понимают возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных, канцерогенных и других эффектов, возникновение которых зависит от концентрации вещества в воздухе и длительности его воздействия. С целью предупреждения резорбтивного действия устанавливается среднесуточная ПДК (ПДК_с.с). Контроль ПДК_с.с осуществляется либо путем непрерывной круглосуточной регистрации воздействующих концентраций, либо на основе вычисления средних арифметических значений разовых концентраций, полученных в обязательные сроки наблюдений (1, 7, 13 и 19 ч).

Некоторые вещества (например, органические красители), не оказывая в низких концентрациях ни рефлекторного, ни резорбтивного действия, при осаждении из воздуха могут придавать необычную окраску объектам окружающей среды, например снегу, создавая у человека ощущение опасности или санитарногигиенического дискомфорта. В связи с этим для ряда красителей ПДК установлены по санитарно-гигиеническому признаку вредности, который позволяет при соблюдении ПДК избежать появления необычной окраски объектов окружающей среды.

Значительное распространение получили сейчас методы экспрессного регламентирования атмосферных загрязнений. Результаты краткосрочного эксперимента (1 мес) анализируются

графически на двойной логарифмической сетке, по оси ординат откладывается время наступления эффектов, по оси абсцисс - значения концентраций. Прямые зависимости концентрация-время, полученные по наиболее достоверным тестам, могут иметь различные углы наклона к оси абсцисс (концентрации). Пороговые концентрации устанавливаются в зависимости концентрация-время путем экстраполяции их на 4-месячный срок хронического эксперимента. Таким образом, могут быть установлены дифференцированные по времени значения ПДК, в том числе среднегодовые, соответствующие ПДК_с.с.

Мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха делятся на технологические, планировочные, санитарно-технические, законодательные.

В группу технологических и санитарно-технических входят мероприятия, которые могут быть проведены на самом предприятии в целях уменьшения выбросов и снижения концентрации пыли и газов в воздухе (так называемые безотходные технологии).

Санитарно-технические мероприятия связаны с использованием очистных устройств: пылеотстойных камер, фильтров, увлажняющих технологий очистки, электрофильтрации. Устройство высоких труб (100 м и выше) способствует более интенсивному рассеиванию газов. Правильный расчет и обоснование высоты трубы имеют существенное значение в защите приземных слоев атмосферы от загрязнения.

Планировочные мероприятия основаны на принципе функционального зонирования населенных пунктов (выделение промышленных и селитебных зон и т.д.). Это позволяет сосредоточить опасные предприятия с учетом аэроклиматических условий и обосновать устройство обязательных разрывов между предприятиями и жилой застройкой.

Особое значение имеют законодательные мероприятия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха.

В настоящее время при решении вопросов охраны атмосферного воздуха руководствуются Конституцией Российской Федерации, федеральными законами «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и «Об охране атмосферного воздуха».

Мероприятия, направленные на предотвращение неблагоприятного воздействия загрязнения атмосферного воздуха на здоровье

населения, регламентируются СанПиН 2.1.6.1032-06 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».

2.3. Климат, погода и здоровье населения

Человек не в силах влиять на ход метеосиноптических и гелиогеофизических процессов. Но своевременное предвидение развития атмосферно-физических явлений дает возможность значительно ослабить влияние неблагоприятных погодных факторов на метеочувствительных людей и предупредить отрицательные последствия. Кроме того, рациональное использование режимных, оздоровительных и лечебно-профилактических мероприятий позволяет снизить выраженность таких реакций и даже полностью исключить их.

Метеотропность, метеочувствительность, метеотолерантность и биотропность человека. В процессе эволюции человек выработал способность приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям внешней среды, прежде всего к атмосферным изменениям, определяющим погоду.

Равномерное и незначительное изменение погодных факторов вызывает в организме ряд восстановительных реакций, которые не выходят за пределы физиологических границ и обычно не ощущаются человеком. Реже, особенно у ослабленных лиц, страдающих хроническими заболеваниями, при резких изменениях погоды наряду с расстройствами общего состояния могут появиться признаки обострения болезни. В этом случае можно говорить о том, что у пациента развилась патологическая реакция в ответ на изменения метеорологических условий.

Метеотропными называются все виды реакций организма человека, развивающихся под влиянием погодных факторов.

Метеочувствительность (метеолабильность) определяется как способность организма отвечать на действие погодных факторов развитием метеотропной реакции.

Резкие изменения метеорологических и геофизических показателей, прохождение фронта, становление циклона или антициклона, аномальные метеорологические характеристики, различного рода изменения солнечной активности способствуют появлению метеотропных реакций у лиц с повышенной метеочувствительно-

стью. На организм человека влияют не столько установившаяся погода, сколько процесс ее формирования, динамика изменений погодных факторов.

Исследования показали, что выраженность метеочувствительности зависит от формы и стадии заболевания, возраста, пола больного, типа нервной системы, уровня адаптационных возможностей человека. Клиническая выраженность и частота проявления метеочувствительности в различных климатических зонах различны и имеют свои особенности.

Диагностика метеочувствительности осуществляется на основании анализа сведений о метеотропных реакциях у самого больного или у его родственников в прошлом (метеопатологический анамнез) и динамического наблюдения за состоянием больного в настоящем. Метеопатологический анамнез подразумевает сопоставление погодных данных с клиническим течением болезни.

Метеотолерантность (метеорезистентность) определяют как обратную метеочувствительности реакцию, т.е. устойчивость организма к воздействию неблагоприятных метеорологических факторов. Она означает индивидуальную способность организма переносить погодные влияния без развития метеотропной реакции.

Биотропность и состояние организма человека характеризуются следующими положениями:

• биотропность влияет на человека как добавочный стресс и переменная возмущения, на которую организм человека должен реагировать так, чтобы поддерживать его гомеостаз на должном уровне;

• погода не причина, а только толчок для острых метеотропных реакций, так как метеотропность - одно из свойств организма;

• биотропный максимум наблюдается в области значительных погодных изменений; циклоны неблагоприятны для организма;

• реакции, выступающие в виде понижения или повышения артериального давления, связаны с атмосферным давлением противоположного характера;

• биотропность зависит от патологических и климатических факторов, а также от времени года и дня.

Медицинская оценка различных типов погод. Все типы погод разделены на две группы: погоды местного происхождения; погоды, формирующиеся в результате вторжения извне воздушных масс.

Такое разделение можно объяснить тем, что погоды местного происхождения и погоды вторжения качественно отличаются друг от друга как с метеорологической точки зрения, так и в отношении физиологического воздействия на организм человека. При погодах вторжения организм человека подвергается воздействию новой, непривычной для него воздушной среды и резким колебаниям всех метеорологических показателей.

Погоды первой группы формируются под влиянием местных физико-географических условий без заметного притока воздушных масс извне. Для типов погод этой группы характерны стойкое нормальное или несколько повышенное атмосферное давление (антициклон), отсутствие ветра (бризы и горно-долинные ветры в расчет не принимаются) и значительных колебаний межсуточной температуры.

Вторую группу составляют типы погод, формирующиеся в результате циклических процессов и прохождения атмосферных фронтов. Им свойственны хорошо выраженные колебания всех метеорологических элементов, наличие ветра, облачность и другие атмосферные явления.

Метеотропные реакции человека

Заболевания органов кровообращения. Многочисленные наблюдения свидетельствуют о выраженной зависимости течения гипертонической болезни от погодных факторов. При этом метеотропные реакции чаще всего наблюдаются в весенние месяцы, одинаково часто - зимой и осенью, реже всего - летом. Это, по-видимому, обусловлено преобладанием именно ранней весной погоды фронтального типа, обусловленной циклонической деятельностью, нередко сопровождающейся электромагнитными возмущениями, особенно выраженно влияющими на реактивность пациентов, страдающих гипертонической болезнью.

Доказано, что большая часть таких больных страдает повышенной метеочувствительностью. Метеотропные реакции при стационарном лечении наблюдались у 43,5 % больных. Чаще всего такие реакции сопровождаются жалобами на головные боли, головокружение, шум в ушах, на боли в области сердца, нарушение

сна. Нередко регистрируется внезапное повышение артериального давления. Клинические проявления наблюдаются в различных сочетаниях. Наряду с ухудшением самочувствия и общего состояния у многих больных отмечаются биохимические сдвиги, изменения свертывающей и противосвертывающей системы крови, морфологии кровяных телец, нарушения функции сердечной мышцы. При клинико-погодных сопоставлениях выявляется прямая связь (94,8 % совпадений) между формированием неблагоприятных типов погоды и развитием метеотропных реакций.

Повышенная метеочувствительность также отмечалась у 71,5 % больных, перенесших в прошлом инфаркт миокарда, у 54,8 больных стенокардией, у 61,7 % - атеросклеротическим кардиосклерозом.

Метеотропные реакции у больных с хроническими заболеваниями сердца и сосудов характеризуются появлением или усилением стенокардических болей, кардиалгий, различными нарушениями сердечного ритма, неустойчивостью артериального давления. Отмечаются изменения ЭКГ. Перечисленным явлениям могут предшествовать или сопутствовать психоэмоциональная возбудимость, повышенная раздражительность, чувство безотчетной тревоги. Среди объективных изменений наибольшее значение имеют признаки нарушения коронарного кровообращения, аритмии, состояние свертывающей и противосвертывающей системы крови.

Вегетососудистая дистония, широко распространенная в наше время, в последние годы стала регистрироваться особенно часто. Под влиянием резких изменений погоды более чем у половины таких больных повышалась свертываемость крови, имелись другие нарушения.

По наблюдениям некоторых исследователей, резкие метеорологические колебания приводят при коронарном атеросклерозе к неустойчивости периферического сосудистого тонуса, усилению свертывающих свойств крови и угнетению ее фибринолитической активности.

При наступлении неблагоприятной погоды у людей, страдающих ишемической болезнью сердца, атеросклерозом сосудов головного мозга, церебральным атеросклерозом, метеотропные реакции характеризуются ухудшением самочувствия и настроения, появлением или усилением депрессивных, ипохондрических и навязчивых состояний, нарушением сна, снижением умственной и физической

работоспособности, различными вегетативными расстройствами. У больных с последствиями черепно-мозговой травмы (контузия, сотрясение) метеотропные реакции чаще проявляются различными субъективными жалобами на усиление головных болей, головокружение, нарушения сна. В более тяжелых случаях метеотропные реакции сопровождаются серьезными нарушениями: усилением непроизвольного движения глазных яблок, болезненностью в точках выхода тройничного и затылочного нервов, покраснением или побледнением кожи, повышенным двигательным возбуждением и др. У некоторых больных развиваются вегетативные кризы по симпатотоническому или смешанному типу.

Бронхолегочные заболевания. У больных хронической пневмонией метеотропные реакции, как правило, связаны с плохой погодой, характеризующейся резким похолоданием, сильным ветром, высокой влажностью, грозовыми явлениями. Так, частота метеотропных реакций в дни прохождения холодных фронтов увеличивалась на 32 % по сравнению с таковыми при благоприятной погоде. Метеотропные реакции у этих больных проявляются на фоне астенического состояния, сопровождаются общим недомоганием, слабостью, появлением или усилением кашля, субфебрильной температуры, развитием одышки, удушья. При исследовании легочной вентиляции в период метеотропных проявлений у больных отмечается снижение жизненной емкости легких и других показателей, характеризующих функцию внешнего дыхания.

Некоторые исследователи указывают на ухудшение клинического течения хронической пневмонии при неблагоприятной погоде, что выражается в снижении жизненной емкости легких, мощности дыхания, изменении электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и других показателей. Это, по мнению исследователей, свидетельствует о преобладающем влиянии парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в процессе метеотропных обострений.

Для больных бронхиальной астмой неблагоприятными являются дни, характеризующиеся быстрым прохождением холодного фронта, снижением или повышением атмосферного давления, высокой влажностью и сильным ветром, резкими изменениями электромагнитного поля атмосферы. При бронхиальной астме четко выражена сезонная динамика метеотропных обострений. В умеренном климатическом поясе учащение бронхоспастических приступов наблюдается в весеннее и осенне-зимнее время. Климатические

факторы, обусловливающие сезонные изменения в организме, усугубляют течение бронхиальной астмы, способствуют формированию хронического астматического состояния, гормональной зависимости, приводящих к инвалидизации больных.

Метеотропные реакции характеризуются появлением неприятных ощущений и чувства стеснения в груди, развитием слабости, одышки. Дыхание иногда становится свистящим, появляется сухой или с отхождением светлой мокроты кашель, кожа становится бледной, проступает холодный пот. Нередко развивается бронхоспастический приступ удушья.

Отмечена тесная связь между распространенностью бронхиальной астмы и природными особенностями той или иной местности. Повышенная заболеваемость бронхиальной астмой отмечается преимущественно на территориях, где климат характеризуется сочетанием высокой относительной влажности с высокой или низкой температурой воздуха, а также в экологически неблагоприятных районах с контрастной погодой.

Нервно-психические заболевания. При заболеваниях нервной системы на изменения погодных условий чаще реагируют лица с ослаблением основных процессов нервной деятельности. Практически у более половины больных с неврологическими проявлениями поясничного остеохондроза выявляется повышенная метеочувствительность. Метеотропные проявления в виде болевого синдрома у них возникают при резком похолодании, формировании ветреной погоды. Отмечается сезонная зависимость частоты обострений: повышение осенью, зимой и особенно весной, снижение летом.

У пациентов с пояснично-крестцовым радикулитом боли локализуются в пояснично-крестцовой области, иногда отдают в нижние конечности. Нередко наблюдаются слабость, головокружение, ощущение разбитости, снижение работоспособности. При осмотре больных в ряде случаев отмечаются неврологические симптомы, указывающие на вовлечение в патологический процесс нервных корешковых сплетений, нарушение чувствительности кожи.

Исследования влияния погодных факторов на течение ряда нервно-психических заболеваний показали, что влияние погодных факторов более выражено у больных маниакально-депрессивными психозами, чем у больных шизофренией. Максимум обострений при депрессивной фазе наблюдается в мае и августе, при маниакальной фазе - в ноябре, декабре и феврале.

Другие заболевания. У больных с вибрационной болезнью в начальной стадии заболевания метеотропные реакции характеризуются появлением чувства онемения пальцев рук, кистей, повышенной раздражительностью, утомляемостью. При прогрессировании заболевания указанные симптомы при неблагоприятных типах погоды обычно бывают более выраженными: появляются боли и онемения пальцев рук, развивается слабость пальцев и кисти, которая приводит к снижению работоспособности.

Воздействие метеорологических факторов на больных ревматизмом проявляется при сочетании высокой относительной влажности с резкими колебаниями температуры воздуха, а также при прохождении холодного фронта или фронта вытеснения теплого воздуха холодным. У страдающих ревматизмом хорошо выражен сезонный ритм обострений заболевания. В европейской части России рост обострений ревматизма наблюдается преимущественно осенью, зимой и ранней весной, в месяцы резкой смены погодных условий.

Наиболее частыми симптомами при ревматических заболеваниях являются усугубление полиартрита, артралгии, учащение сердцебиений, появление аритмии, ухудшение общего самочувствия.

Как и ревматизм, ревматоидный артрит отчетливо выявляется как метеотропное заболевание. Метеотропные реакции у больных ревматоидным артритом в значительной степени зависят от степени нарушения функций опорно-двигательного аппарата. Чаще всего они проявляются возникновением болей в патологически измененных суставах, утренней скованностью, повышением температуры, различными вегетативными нарушениями.

Клинические проявления метеотропных реакций при язвенной болезни желудка чаще всего сопровождаются возникновением или усилением самостоятельных болей в области привратника желудка и двенадцатиперстной кишки и в эпигастральной области, развитием диспепсических признаков в виде изжоги, тошноты, реже отрыжки и рвоты, ухудшением общего самочувствия.

Кожные заболевания. Максимум обострений псориаза наблюдается зимой, минимум - летом и осенью. На кожные заболевания особенно неблагоприятно влияют длительные морозы и оттепели, высокая относительная влажность, резкие погодные контрасты.

Среди причин, вызывающих обострения хронических дерматозов, большое значение имеют погодно-метеорологические воздей-

ствия. Метеотропные реакции чаще проявляются нарушениями общего состояния, повышением или понижением нервной возбудимости, начальными фазами обострения патологических изменений кожи.

Погодные факторы влияют также на течение хирургических заболеваний и развитие послеоперационных осложнений. Почти 90 % осложнений после операций на органах дыхательной и сердечнососудистой систем наблюдается в период фронтальной погоды.

Хирурги отмечают, что проведение операций при неустойчивой погоде повышает риск осложнений из-за большей вероятности эмболий и послеоперационных кровотечений.

Следует подчеркнуть, что риск развития обострений у метеочувствительных больных в период плохой погоды очень высок. В этом отношении следует подчеркнуть справедливость замечания о том, что метеотропные реакции реализуются через нервную систему. В зависимости от состояния организма метеотропный раздражитель может вызвать физиологическую компенсаторную реакцию, сохранив нормальное состояние организма, или, если адаптационные механизмы нарушены, может вызвать метеопатологическую реакцию различной выраженности.

Виды профилактики метеопатии

Разовые профилактики проводят при получении информации о предстоящей неблагоприятной погоде и назначают на 1-2 дня больным со скрытой метеочувствительностью.

Текущие профилактики назначают больным с клинически выраженной формой метеочувствительности, на 3-5 дней. Такую профилактику усиливают во время неблагоприятной погоды.

Сезонные профилактики проводят в виде медикаментозных и немедикаментозных лечебных курсов преимущественно в переходное время года (весна, осень), т.е. когда чаще повторяются периоды неблагоприятной погоды.

Адаптация и акклиматизация. Адаптация - это процесс поддержания нормальной жизнедеятельности, функционального состояния организма, обеспечивающий его сохранение, развитие, работоспособность, максимальную продолжительность жизни в неадекватных условиях природной среды. Приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды при сохранении жизненных функций на оптимальном уровне требует включения дополнительных адаптационных механизмов.

Адаптацию организма человека к новым климатическим условиям обозначают также термином «акклиматизация», понимая под ней сложный социально-биологический процесс, зависящий преимущественно от приспособления к природно-климатическим условиям: холоду, жаре, разреженному воздуху высокогорий и др.

Акклиматизация к холодному климату в зоне тайги, тундры и особенно в зоне Крайнего Севера связана с влиянием как резкого охлаждения, так и ландшафта. По природно-климатическим условиям территории, лежащие севернее 66° северной широты, не имеют аналогов. Сочетание различных экстремальных факторов природной среды определяет специфику и неповторимость этого климатического района. Погоду этих местностей характеризуют продолжительная суровая зима, полярная ночь, дефицит солнечных лучей, повышенная космическая радиация, частые магнитные возмущения и бури.

Процесс акклиматизации на Севере можно разделить на три фазы: 1-я - начальная, или ориентировочная; 2-я - перестройка динамического стереотипа; 3-я - выравнивания.

Пребывание в условиях Заполярья вновь прибывших людей сопровождается снижением работоспособности, повышением теплоотдачи, преобладанием тормозных процессов в нервной системе.

Во 2-й фазе у вновь прибывших людей наблюдаются, как правило, не физиологические, а патологические нарушения. Они возникают из-за ослабления адаптационных сил организма. Если климатические факторы действуют одновременно и интенсивность их достаточно высока, то они провоцируют острое стрессовое состояние. Когда эти факторы действуют постепенно, они вызывают дезадаптационный метеоневроз.

Невротические реакции проявляются в виде недомогания, болей различной локализации, наблюдаются вегетососудистые расстройства с «полярной одышкой», ощущение дискомфорта. Усугубляют такое состояние отрицательные эмоции, неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия, нездоровый образ жизни. Эти изменения объясняются перестройкой динамического стереотипа, формированием новых временных связей организма с природной средой.

Рациональная организация условий труда и быта переселенцев сглаживает процесс акклиматизации. Адекватное питание, соответствующая одежда, благоустроенное жилье, а также квалифи-

цированная медицинская помощь (диспансерное наблюдение, профилактика, современная диагностика и лечение заболеваний) обеспечивают хорошую акклиматизацию людей к воздействию холода и высоких широт.

Акклиматизация к жаркому климату связана с перегреванием, избытком УФ-радиации, а в зоне пустынь - с явлениями пустынной болезни.

Важнейшими факторами, определяющими действие климата субтропиков на человека, являются высокая температура воздуха (близкая к температуре тела или превышающая ее), интенсивная солнечная радиация (прямая и отраженная), в сухих субтропиках - резкие колебания температуры, достигающие 20-30 °C в течение суток, во влажных субтропиках - высокая относительная влажность воздуха.

В процессе акклиматизации у вновь прибывших людей наблюдаются тахикардия, колебания артериального давления, учащение дыхания.

Основная реакция на тепло - расширение периферических кровеносных сосудов - приводит к значительному нарастанию объема циркулирующей крови и понижению артериального давления. Это уменьшает функциональные возможности сердечнососудистой системы. Для сохранения адекватного кожного кровотока суживаются сосуды внутренних органов (печени, почек, кишечника). Интенсивное потоотделение в конечном счете приводит к дегидратации и сгущению крови, снижению в организме количества водорастворимых витаминов, минеральных солей.

В зонах жаркого климата важное гигиеническое значение имеют возведение солнцезащитных сооружений, проведение мероприятий по озеленению и обводнению территории, установка в помещениях кондиционеров.

Акклиматизация к горному климату связана со специфическим воздействием горного ландшафта. Основными воздействующими факторами являются пониженное атмосферное давление, повышенная УФ-радиация, изменение величины электрического потенциала, гипоаллергенная среда и др. Чем выше расположена местность над уровнем моря, тем интенсивнее действие всех этих факторов и труднее адаптация организма в этих условиях.

В начальной фазе акклиматизации наблюдаются перераспределение притока крови между органами, нарушение микроциркуляции,

уменьшение в тканях и клетках содержания кислорода, незначительная активация процессов обмена. Во 2-й фазе увеличиваются содержание гемоглобина и количество эритроцитов, снижается уровень основного обмена, усиливается активность окислительных веществ. В 3-й фазе акклиматизации физиологические функции организма стабилизируются, что обычно проявляется некоторым урежением ритма сердечных сокращений, замедлением скорости кровотока, снижением уровня основного обмена веществ, т.е. более экономным расходованием энергетических ресурсов организма человека.

Вопросы и задания

1. Дайте характеристику атмосферы Земли.

2. Охарактеризуйте гигиеническое значение физических свойств атмосферного воздуха.

3. Каково гигиеническое значение химических свойств атмосферного воздуха?

4. Охарактеризуйте влияние климата и погоды на здоровье населения.

5. Дайте характеристику адаптации и акклиматизации человека к различным природно-климатическим условиям.