ГЛАВА 4 ГИГИЕНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Воздушная среда - газообразная оболочка, окружающая земной шар, необходимое условие поддержания жизни на Земле. Без воздуха немыслимо сколько-нибудь продолжительное сохранение жизненных функций организма.

Воздушная среда позволяет человеку ориентироваться в пространстве, через нее органами чувств воспринимаются зрительные, слуховые сигналы, позволяющие судить о состоянии окружающей среды. Воздушная среда существенно влияет на многие энергетические и гидрологические процессы, происходящие на поверхности Земли. Состояние воздушной среды в значительной степени определяет количество и качество солнечной радиации у поверхности Земли.

В атмосфере образуются осадки, которые наряду с ветрами способствуют механическому разрушению горных пород, их выветриванию. Кроме того, атмосфера является одним из главных факторов климатообразования, циркуляционные процессы в ней способствуют формированию погоды в конкретном географическом регионе. Атмосфера служит источником некоторых видов сырья: из воздуха добывают азот, кислород, аргон и гелий.

Кроме того, воздух используется в промышленности как химический агент в различных технологических процессах (горение топлива, выплавка металла, процессы окисления), как физическая среда для переноса тепла (воздушное отопление, сушка).

Велико значение воздушной среды как разбавителя газообразных продуктов жизнедеятельности животных и человека, а также разнообразных отходов производственной и хозяйственной деятельности. Через воздушную среду совершаются процессы теплообмена, происходит отдача тепла путем конвекции и потоиспарением, благодаря чему обеспечивается тепловой комфорт человека. Изменение свойств почвы, одежды, жилища тесно связано с состоянием воздушной среды.

В процессе развития человеческого организма между ним и воздушной средой создаются тесные взаимодействия, нарушение которых может привести к неблагоприятным изменениям в организме. Резкие колебания физических и химических свойств воздушной

среды, загрязнение токсичными веществами и патогенными микроорганизмами могут способствовать развитию в организме изменений, приводящих к нарушению здоровья и снижению работоспособности. Гигиена призвана разработать мероприятия по оздоровлению воздушной среды с целью защиты организма от нарушений и изменений, связанных с ее неблагоприятным состоянием.

С гигиенической точки зрения воздушная среда неоднородна. Различают атмосферный воздух, воздух промышленных помещений, воздух жилых и общественных зданий. Это объясняется разнообразием физических свойств и наличием вредных примесей, связанных с условиями формирования и загрязнения воздушной среды конкретной категории.

Так, физические свойства атмосферного воздуха (температура, влажность, подвижность, атмосферное давление, электрическое состояние) нестабильны и связаны с климатическими особенностями географического региона.

Количество газообразных и твердых примесей в виде пыли и сажи зависит от характера выбросов в атмосферу, условий разбавления и процессов самоочищения. На концентрацию вредных веществ в атмосфере влияют скорость и направление господствующих ветров, температура, влажность воздуха, осадки, солнечная радиация, химическая трансформация токсичных веществ в воздухе, количество, качество и высота выбросов в атмосферу и т.д.

В жилых и общественных зданиях физические свойства воздуха более стабильны, так как в этих зданиях поддерживается микроклимат за счет вентиляции и отопления. Газообразные примеси связаны с выделением в воздух продуктов жизнедеятельности людей и токсичных веществ из материалов и предметов обихода, выполненных из полимерных материалов, а также за счет продуктов горения бытового газа. На промышленных предприятиях на свойства воздушной среды влияет технологический процесс. В некоторых случаях физические свойства воздуха приобретают самостоятельное значение вредного профессионального фактора, а загрязнение воздуха токсичными веществами может привести к профессиональным отравлениям. Это связано с источниками тепла или токсичных веществ внутри промышленного здания и их недостаточным удалением.

Строение земной атмосферы различно на разных уровнях от поверхности земли. Нижней границей является поверхность земли, верхний предел точно не установлен, полагают, что он достигает 1300 км.

Атмосфера имеет выраженное слоистое строение и включает тропосферу, стратосферу, ионосферу.

Тропосфера - это наиболее плотные воздушные слои, прилегающие к земной поверхности. Ее толщина над различными широтами земного шара неодинакова: в средних широтах - 10-12 км над уровнем моря, на полюсах - 7-10 км, над экватором - 16-18 км.

Тропосфера пронизана вертикальными конвекционными токами воздуха с относительно постоянным химическим составом и неустойчивостью физических свойств: колебаниями температуры, влажности, атмосферного давления и т.д. Солнце нагревает поверхность почвы, от которой прогреваются нижние слои воздуха. Вследствие этого температура воздуха с высотой снижается, что, в свою очередь, приводит к вертикальному перемещению воздушных слоев, конденсации водяного пара, образованию облаков и выпадению осадков.

Снижение температуры воздуха с высотой происходит в среднем на 0,65 °С на каждые 100 м. Эта величина называется вертикальным температурным градиентом атмосферы. Во влажную безветренную погоду этот градиент может изменяться, тогда теплый воздух остается у поверхности земли, вертикальные конвекционные воздушные потоки ослабевают. Токсичные выбросы предприятий накапливаются в приземном воздушном слое.

На состоянии тропосферы отражаются все процессы, происходящие на земной поверхности. В ней постоянно присутствуют пыль, сажа, разнообразные токсичные вещества, газы, микроорганизмы и т.д. Это особенно заметно в крупных промышленных районах. В тропосфере происходит интенсивное авиационное сообщение, что становится дополнительным источником загрязнения приземного слоя воздуха.

До 40 км выше тропосферы простирается стратосфера, которая характеризуется значительной разреженностью воздуха, ничтожной влажностью, почти полным отсутствием облаков и пыли земного происхождения. Она имеет особый температурный режим. В средних широтах температура воздуха на границе тропосферы и стратосферы составляет -56 °С, на экваторе -70-80 °С. Такая температура в стратосфере остается неизменной до высоты 30 км. Выше начинается подъем температуры воздушных масс, и на высоте 40 км температура воздуха достигает -40-50 °С. Выше 50 км температура воздуха вновь снижается.

В стратосфере под влиянием космического излучения и коротковолновой солнечной радиации молекулы воздуха, в том числе и кислорода, ионизируются, в результате чего образуются молекулы озона. 60% обще-

го количества озона находится в слое от 16 до 32 км, его максимальная концентрация определена на уровне 25 км от поверхности земли.

До 80 км выше стратосферы простирается мезосфера, которая содержит в себе лишь 5% массы всей атмосферы. Далее следует ионосфера, верхняя граница которой подвержена колебаниям в зависимости от времени суток и года и составляет от 500 до 1000 км.

В ионосфере воздух сильно ионизирован, ионизация и температура воздуха повышаются с высотой.

Слой атмосферы, лежащий выше ионосферы и простирающийся до высоты 3000 км, составляет экзосферу, плотность которой почти не отличается от плотности безвоздушного космического океана. Еще больше разреженность в магнитосфере, в состав которой входят пояса радиации. По последним данным, протяженность магнитосферы составляет от 2000 до 50 000 км, за верхнюю границу земной атмосферы можно принять высоту 50 000 км от поверхности земли. Эта граница газовой оболочки, которая окружает нашу планету.

Важность изучения свойств околоземного космического пространства связана с его активным освоением. В последнее время возникла необходимость изучения многочисленных факторов космического пространства, оказывающих вредное действие на человека при длительном пребывании на космических станциях, при проведении работ в открытом космосе. Успешное решение гигиенических проблем жизнеобеспечения человека в космических кораблях неотделимо от освоения космоса.

4.1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОЗДУХА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ

Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов. Сухой атмосферный воздух содержит 20,95% кислорода, 78,9% азота, 0,03% углекислого газа. Кроме того, в атмосферном воздухе присутствует много инертных газов (аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон, радон, небольшое количество озона, закиси азота, йода, метана и водяных паров).

Кроме постоянных составных частей в атмосфере содержатся некоторые примеси природного происхождения, а также разнообразные загрязнения, поступающие в нее в результате деятельности человека (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Состав сухого воздуха при нормальных условиях

При падении парциального давления кислорода, что наблюдается при подъеме на высоту, возможны явления кислородного голодания. Критический уровень парциального давления кислорода - менее 110 мм рт. ст. Снижение парциального давления кислорода до 50- 60 мм рт. ст. обычно несовместимо с жизнью. Вместе с тем повышение парциального давления кислорода более 600 мм рт. ст. ведет к развитию патологических процессов в организме - уменьшению жизненной емкости легких, отеку легких и пневмонии.

Наряду с кислородом нормальной составной частью воздуха является озон. Под влиянием коротковолновой ультрафиолетовой радиации

с длиной волны менее 200 мкм молекулы кислорода диссоциируют с образованием атомарного кислорода. Вновь образованные атомы кислорода присоединяются к нейтральной молекуле кислорода, образуя озон. Одновременно с образованием озона происходит его распад.

Общебиологическое значение озона велико. Озон поглощает коротковолновую ультрафиолетовую радиацию, оказывающую губительное действие на все живое. Одновременно озон поглощает длинноволновую инфракрасную радиацию, исходящую от Земли, и тем самым предотвращает чрезмерное охлаждение ее поверхности. Концентрация озона неравномерно распределяется по высоте. Наибольшее его количество отмечается на уровне 20-30 км от поверхности земли. С приближением к поверхности земли концентрация озона уменьшается вследствие снижения ультрафиолетовой радиации и ослабления синтеза озона. В тропосферу озон поступает в результате перемешивания воздушных масс и перехода из стратосферы.

Озон обладает окислительными способностями, поэтому в загрязненном воздухе городов его концентрация ниже, чем в воздухе сельской местности. В связи с этим 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.

Азот. Наряду с кислородом и озоном в состав атмосферного воздуха входит азот, который по количественному содержанию является наиболее существенной составной частью атмосферного воздуха. Азот принадлежит к инертным газам, он не поддерживает дыхание и горение. В атмосфере азота жизнь невозможна. В природе происходит его круговорот.

Азот воздуха усваивается некоторыми видами бактерий почвы, а также сине-зелеными водорослями. Азот воздуха под влиянием электрических разрядов превращается в окислы, которые, вымываясь из атмосферы осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Под влиянием почвенных бактерий соли азотистой кислоты превращаются в соли азотной кислоты, которые, в свою очередь, усваиваются растениями и служат для синтеза белка. Установлено, что 95% атмосферного азота ассимилируется живыми организмами и лишь 5% связывается в результате физических процессов в природе. Следовательно, основная масса связанного азота имеет биогенное происхождение.

Наряду с усвоением азота происходит его выделение в атмосферу. Свободный азот образуется при горении древесины, угля, нефти, небольшое количество его выделяется при разложении органических соединений микроорганизмами-денитрификаторами. Таким образом, в природе идет непрерывный круговорот азота, в результате чего азот атмосферы превращается в органические соединения. При разложении этих соединений азот восстанавливается и поступает в атмосферу, а затем его вновь связывают биологические объекты.

Азот является разбавителем кислорода, так как дыхание чистым кислородом приводит к необратимым изменениям в организме. При изучении действия на организм различных концентраций азота отмечено, что его повышенное содержание во вдыхаемом воздухе способствует наступлению гипоксии и асфиксии вследствие снижения парциального давления кислорода. При увеличении содержания азота до 93% наступает смерть. Наиболее выраженные неблагоприятные свойства азот проявляет в условиях повышенного давления, что связано с его наркотическим действием. Известна также роль азота в происхождении кессонной болезни.

Кроме азота к инертным газам относят аргон, неон, гелий, криптон и ксенон. В химическом отношении эти газы инертны, в жидкостях организма растворяются в зависимости от парциального давления. Абсолютное количество этих газов в крови и тканях организма ничтожно, действие инертных газов может быть наркотическим при очень высоком парциальном давлении этих газов, что в обычной жизни не встречается.

Углекислый газ. Углекислый газ, или диоксид углерода, в природе находится в свободном и связанном состоянии. До 70% углекислого газа растворено в воде морей и океанов, в состав некоторых минеральных соединений (известняки и доломиты) входит около 22% общего количества диоксида углерода. Остальное количество приходится на животный и растительный мир (каменный уголь, нефть и гумус).

В природе происходят непрерывные процессы выделения и поглощения диоксида углерода. В атмосферу он выделяется в результате дыхания человека и животных, а также горения, гниения, брожения. Кроме того, диоксид углерода образуется при промышленном обжиге известняков и доломитов, возможно его выделение с вулканическими газами. Наряду с процессами образования в природе идут процессы ассимиляции диоксида углерода - активное поглощение растениями в процессе фотосинтеза. Из воздуха диоксид углерода вымывается осадками.

Важную роль в поддержании постоянной концентрации диоксида углерода в атмосферном воздухе играет его выделение с поверхности морей и океанов. Диоксид углерода, растворенный в воде морей и океанов, находится в динамическом равновесии с диоксидом углерода воздуха и при повышении парциального давления в воздухе растворяется в воде, а при понижении парциального давления выделяется в атмосферу.

Процессы образования и ассимиляции взаимосвязаны, благодаря этому содержание диоксида углерода в атмосферном воздухе относительно постоянно и составляет 0,03%. За последнее время концентрация диоксида углерода в воздухе промышленных городов увеличивается в результате интенсивного загрязнения воздуха продуктами сгорания топлива. Среднегодовое содержание диоксида углерода в городском воздухе может быть выше, чем в чистой атмосфере, и составляет 0,037%. В литературе обсуждается вопрос о роли диоксида углерода в создании «парникового эффекта», приводящего к повышению температуры приземного слоя воздуха.

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 окислительно-восстановительные процессы. Чем больше диоксида углерода во вдыхаемом воздухе, тем менее его может выделить организм.

Накопление диоксида углерода в крови и тканях ведет к развитию тканевой аноксии. При увеличении содержания диоксида углерода во вдыхаемом воздухе до 4% отмечаются головная боль, шум в ушах, сердцебиение, возбужденное состояние, при 8% 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).

В обычных условиях при естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксида углерода в воздухе жилых помещений не превышает 0,2%. В этих концентрациях диоксид углерода не токсичен для человека, но пребывание в такой атмосфере приводит к ухудше-

нию самочувствия и снижению работоспособности. Это объясняется тем, что параллельно с увеличением концентрации диоксида углерода ухудшаются другие свойства воздуха: повышаются температура и влажность, появляются токсичные газообразные продукты жизнедеятельности человека (меркаптан, индол, сероводород, аммиак), увеличивается содержание пыли и микроорганизмов.

Из всех показателей, связанных с ухудшением разнообразных свойств воздуха, диоксид углерода определить наиболее легко, поэтому при оценке состояния воздушной среды помещений учитывают концентрацию диоксида углерода.

Другие составные части воздуха и естественные примеси. Кроме основных составных частей - кислорода, азота, диоксида углерода, в атмосферном воздухе содержатся водород, метан, закись азота, аммиак, сероводород. Эти газы являются результатом естественных процессов, происходящих на поверхности земли и в атмосфере.

4.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЗДУХА

Физические свойства - это температура, влажность, подвижность воздуха, барометрическое давление, электрическое состояние. Действие воздушной среды на организм комплексное, но одно из существенных воздействий связано с физическими свойствами воздуха, поскольку они в значительно 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.

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 отправле-

ниями. Терморегуляционные механизмы функционируют под контролем центральной нервной системы, и в зависимости от ее состояния возможно изменение процессов как теплопродукции, так и теплоотдачи. 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 при неподвижности воздуха.

В процессах теплообмена организма с окружающей 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.

Лучистое тепло и тепло воздушных масс (конвекционное тепло) вызывает 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.

Температура воздуха является постоянно действующим фактором окружающей среды. Человек подвергается действию колебаний температуры воздуха в различных климатических районах, при изменении погодных условий, нарушении температурного режима в жилых и общественных зданиях.

Влияние неблагоприятной температуры воздуха на организм наиболее выражено в производственных условиях, где возможны очень высокие или очень низкие температуры воздуха. Кроме того, воздействию неблагоприятной температуры воздуха подвергается большая группа людей, работающих на открытом воздухе. Это строительные рабочие, рабочие, занимающиеся открытой разработкой полезных ископаемых, работники лесной промышленности, сельского хозяйства, войска в полевых условиях и т.д.

При действии на организм высокой температуры воздуха (выше 35 °С) нарушается в первую очередь отдача тепла конвекционным путем. Нагретые поверхности уменьшают или прекращают радиационную отдачу тепла, организм освобождается от излишнего тепла преимущественно путем потоиспарения.

На величину потери тепла потоиспарением существенно влияют влажность и подвижность воздуха, Так, при температуре воздуха выше 35 °С и умеренной влажности потеря влаги потоиспарением может достигать 5-8 л/сут.

В исключительных случаях эта потеря может достигать 10 л/сут. Вместе с потом из организма выделяются соли, среди которых наибольшую долю составляют хлориды. С потом выделяются и водорастворимые витамины С и группы В. Потеря солей плазмой крови ведет к повышению вязкости крови, что затрудняет работу сердечно-сосудистой системы.

При длительном воздействии высокой температуры воздуха нарушается и деятельность желудочно-кишечного тракта. Выделение из организма хлор-иона, 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.

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

У рабочих, постоянно подвергающихся действию высокой температуры воздуха, снижается иммунобиологическая активность, что приводит к повышению общей заболеваемости.

Резкое перегревание организма может привести к тепловому удару (болезненность мышц, сухость во рту, нервно-психическое возбужде-

ние). Такие явления чаще всего возникают при тяжелом физическом труде в жарком влажном климате.

Кроме высокой температуры воздуха, человек часто подвергается воздействию низких температур в условиях Крайнего Севера или в особых производственных помещениях. При очень низких температурах воздуха значительно возрастают теплопотери радиацией и конвекцией, снижаются теплопотери испарением. В этом случае общие теплопотери превышают теплопродукцию, что приводит к дефициту тепла, понижению температуры кожи и охлаждению организма.

Понижение температуры и ослабление тактильной чувствительности кожи становятся наиболее чувствительной реакцией организма при охлаждении. При этом происходит изменение функционального состояния центральной нервной системы, что проявляется в своеобразном наркотическом действии холода, ведущем к ослаблению мышечной деятельности, резкому снижению реакции на болевые раздражения, адинамии и сонливости.

Местное охлаждение, особенно охлаждение ног, способствует развитию простудных заболеваний, что связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки носоглотки. Это явление учитывается при гигиенической оценке температурного режима жилых и общественных зданий путем регламентации перепадов температуры воздуха по вертикали, которые не должны превышать 2,5 °С на 1 м высоты.

Влажность воздуха имеет большое значение, поскольку влияет на теплообмен организма с окружающей средой.

Абсолютная влажность воздуха дает представление о содержании водяных паров в граммах в 1 м воздуха, но не показывает степень насыщения воздуха парами. Например, при одной и той же абсолютной влажности насыщение воздуха водяными парами будет различным при разной температуре воздуха. Чем ниже температура воздуха, тем меньше водяных паров необходимо для его максимального насыщения, и наоборот, для максимального насыщения воздуха при высокой температуре абсолютная влажность должна иметь большее значение.

В гигиенической практике учитывают относительную влажность воздуха и дефицит его насыщения, т.е. разность максимальной и абсолютной влажности воздуха.

Эти величины влияют на процессы теплоотдачи человека путем потоиспарения. Чем больше дефицит влажности, тем суше воздух,

тем больше водяных паров он может воспринимать, следовательно, тем интенсивнее может быть отдача тепла потоиспарением.

Высокая температура переносится легче, если воздух сухой. При температуре воздуха, близкой к температуре кожи, теплоотдача излучением и конвекцией резко снижена, но возможна теплоотдача через потоиспарение. При сочетании высокой температуры воздуха и высокой относительной влажности (более 90%) испарение пота практически исключено, пот выделяется, но не испаряется, поверхность кожи не охлаждается, наступает перегревание организма. При высоких температурах воздуха низкая и умеренная относительная влажность (до 70%) способствуют усиленному потоиспарению, что исключает перегревание. При низких температурах сухой воздух уменьшает теплопотери вследствие плохой теплопроводности.

Неблагоприятное влияние сухого воздуха проявляется только при крайних степенях его сухости. Чрезмерно сухой воздух при низкой относительной влажности (менее 20%) иссушает слизистую оболочку носа, глотки и рта. На слизистых оболочках образуются трещины, которые легко инфицируются, что способствует развитию воспалительных явлений. Действие на организм сухого воздуха усугубляется при его большой подвижности. Горячий ветер не только вызывает перегревание, но и ухудшает самочувствие человека, снижает работоспособность.

Подвижность воздуха влияет на теплопотери организма путем конвекции и потоиспарения. При высокой температуре воздуха его умеренная подвижность способствует охлаждению кожи. Мороз в тихую погоду переносится легче, чем при сильном ветре, наоборот, зимой ветер вызывает переохлаждение кожи в результате усиленной отдачи тепла конвекцией и увеличивает опасность обморожений. Повышенная подвижность воздуха рефлекторно влияет на процессы обмена веществ, по мере понижения температуры воздуха и увеличения его подвижности повышается теплопродукция.

Сильный ветер (более 20 м/с) нарушает ритм дыхания, механически препятствует выполнению физической работы и передвижению. Умеренный ветер оказывает бодрящее действие, сильный, продолжительный ветер резко угнетает человека. Наиболее благоприятная подвижность атмосферного воздуха в летнее время равна 1-5 м/с.

Комплексное действие воздушной среды на организм. Физические факторы воздушной среды воздействуют на организм человека комплексно, что подтверждается одинаковым тепловым ощущением при различных сочетаниях температуры, влажности, подвижности воздуха.

В зависимости от питания, одежды, объема выполняемой работы тепловое состояние человека изменяется в широких пределах. Объективная оценка теплового состояния человека необходима для гигиенического нормирования физических факторов воздушной среды. Тепловое состояние организма объективно отражают температура тела и кожи, пульс и частота дыхания, артериальное давление, газообмен, потоотделение и т.д. Среди этих методов существенное значение имеет изучение реакции нервной системы на термические раздражители. Кроме объективной оценки изменений функций организма изучают субъективные тепловые ощущения человека - «наипростейший субъективный сигнал объективных отношений организма к внешнему миру» (Павлов И.П.).

Комплексное влияние физических свойств воздушной среды наиболее выражено в микроклимате закрытых помещений (жилые, общественные и промышленные помещения). Формирование микроклимата зависит от деятельности человека, планировки и расположения помещений, свойств строительных материалов, климатических условий данной местности, вентиляции и отопления.

В гигиенической практике для измерения истинной температуры воздуха используют сухой термометр аспирационного психрометра, резервуар которого защищен металлическим кожухом от инфракрасных лучей. На практике проводится оценка температурного режима помещения на высоте 1,5, 1,0 и 0,15 м от пола (всего не менее 9 точек измерений по горизонтали и вертикали).

Влияние на организм атмосферного давления. Воздух обладает массой и весом, гравитационное поле делает воздушные массы у поверхности земли наиболее плотными, и, следовательно, воздух обладает наибольшим давлением. С поднятием на высоту плотность и давление воздуха уменьшаются. Если на уровне моря 1 куб. м воздуха весит 1293 г, то на высоте 20 км его вес составляет лишь 64 г.

На поверхности земли колебания атмосферного давления связаны с погодными условиями и не превышают 4-10 мм рт. ст. Однако существенные колебания атмосферного давления могут привести к неблагоприятным изменениям в организме.

Пониженное атмосферное давление способствует развитию у людей симптомокомплекса, известного под названием высотной болезни. Высотная болезнь может возникать при быстром подъеме на высоту и, как правило, встречается у летчиков, альпинистов в случае отсутствия мер, 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 падения парциального давления кислорода уменьшается насыщенность кислородом гемоглобина с нарушением снабжения клеток кислородом. Резерв кислорода в организме не превышает 0,9 л и определяется количеством растворенного в плазме крови кислорода. Этого резерва достаточно лишь на 5-6 минут жизни, после чего стремительно развиваются явления кислородной недостаточности. К кислородному голоданию наиболее чувствительны мозговые клетки, так как кора головного мозга потребляет кислорода в 30 раз больше на единицу массы, чем все другие ткани. Мозговые клетки гибнут раньше, чем падает тонус грудных мышц, когда еще возможны дыхательные движения. Первые симптомы кислородной недостаточности определяются при подъеме на высоту 3000 м без кислородного прибора.

В процессе постепенной адаптации к пониженному атмосферному давлению в организме развиваются компенсаторно-приспособительные механизмы (увеличение числа эритроцитов, повышение уровня гемоглобина, изменение окислительных процессов в организме и т.д.), позволяющие сохранить здоровье и работоспособность, что можно наблюдать у жителей высокогорных районов Дагестана, Памира, Перу, где селения располагаются на высоте 2500-4500 м над уровнем моря.

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

Для проведения работ под водой или под землей в грунтах, насыщенных водой, сооружаются особые рабочие камеры - кессоны. Кессон заполняется сжатым воздухом, который вытесняет воду из рабочего пространства. При погружении кессона на каждые 10 м в нем повышается давление на 1 атм сверх обычного атмосферного. В производственных условиях в зависимости от заглубления кессона добавочное давление составляет от 0,2 до 4 атм.

При работе в кессонах отмечают 3 периода: период компрессии, т.е. период опускания в кессон, когда происходит постепенное нарастание давления сверх обычного, период работы в кессоне в условиях

повышенного давления и период декомпрессии, когда происходит подъем рабочих на поверхность земли, т.е. выход из зоны повышенного в зону нормального атмосферного давления. Период компрессии и второй период пребывания рабочих в кессонах или водолазов под водой (в условиях повышенного атмосферного давления) при соблюдении правил безопасности переносятся без каких-либо выраженных неприятных ощущений. В зоне повышенного атмосферного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха, 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 повышенным атмосферном давлении, может достигать 4-6 л против 1 л, растворенного при нормальном давлении.

При быстром переходе из зоны повышенного атмосферного давления в зону нормального нарушаются процессы десатурации азота из тканей и жидкостей организма. Скорость десатурации азота из различных тканей неодинакова, например слабоваскуляризованная жировая ткань медленно отдает азот.

При быстрой декомпрессии создается большая разница между парциальным давлением азота в альвеолярном воздухе и парциальным давлением азота, растворенного в тканях организма. Азот не успевает выделиться через легкие и остается в крови и тканях в виде пузырьков. Опасность газовой эмболии возникает тогда, когда парциальное давление азота в тканях будет выше парциального давления азота в альвеолярном воздухе более чем в 2 раза.

Газовая эмболия приводит к тяжелому профессиональному заболеванию - кессонной болезни. Тяжесть и симптоматика кессонной болезни определяются локализацией и массивностью закупорки сосудов газовыми эмболами. В результате медленной десатурации жировой ткани чаще поражаются ткани с большим содержанием липидных соединений: центральная и периферическая нервная система, подкожно-жировая клетчатка, костный мозг, суставы.

Разработаны разнообразные инженерно-технические, санитарно-гигиенические, лечебные мероприятия, предупреждающие возникновение кессонной болезни. В медицинской практике стали использовать гипербарическую оксигенацию для лечения неко-

торых заболеваний хирургического и терапевтического профиля. В специальных барокамерах создается повышенное барометрическое давление, способствующее быстрому насыщению тканей больного кислородом, что дает лечебный эффект.

Разработаны гигиенические требования к режиму и условиям работы в таких операционных, правила декомпрессии, имеется перечень противопоказаний для медицинского персонала к работе в барокамерах-операционных по состоянию здоровья. Метод гипербарической оксигенации совершенствуется, его возможности расширяются.

Электрическое состояние воздушной среды. 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. Таким образом, имеет место постоянный процесс ионообразования и ионоуничтожения и устанавливается определенное ионизационное равновесие.

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

ха 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 и отношением количества положительных ионов к числу отрицательных ионов - коэффициентом униполярности.

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. 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.

Одним из элементов электрического состояния воздушной среды является электрическое поле Земли. Атмосфера представляет собой положительный полюс. Напряженность электрического поля атмосферы измеряется потенциалом в вольтах на 1 м высоты, у поверхности земли она составляет 130 В/м. Разность напряжения между головой и ногами стоящего человека составляет около 250 В. Так как земля заряжена отрицательно, положительные ионы двигаются к земной поверхности, отрицательные отталкиваются от нее. Таким образом, в атмосфере образуется направленный по вертикали к земле ток.

Напряженность электрического поля атмосферы различна по сезонам года. В средних широтах она выше зимой. Например, зимой напряженность электрического поля составляет 260 В/м, летом - 100 В/м. Погода (дождь, снег, туман) влияет на величину электрического поля атмосферы; с повышением атмосферного давления, появлением туманов электрическое поле атмосферы увеличивается в 2-5 раз. Особенно сильные изменения электрического поля атмосферы происходят во время грозы. Нередко в течение 1-2 ч градиент потенциала достигает огромных величин, причем величина поля может менять и свой знак, достигая значений от -2000 до +1800 В/м.

Биологическое действие электрического поля атмосферы изучено недостаточно. Имеются сведения о его влиянии на минеральный обмен между почвой и растениями. Установлено, что атмосферное электричество воздействует на организм и участвует в развитии метеотропных реакций при резком изменении погоды. Вклад в электрическое состояние атмосферы вносит радиоактивность воздушной среды.

Радиоактивность воздушной среды обусловлена присутствием в ней радиоактивных газов и веществ естественного и искусственного происхождения. Естественный радиоактивный фон создается за счет космического излучения и излучений от естественных радиоактивных веществ, находящихся в почве, воде и атмосфере. Благодаря постоянному круговороту веществ в природе человек вместе с пищей, водой и воздухом получает все естественные радиоактивные элементы. Ткани организма содержат ничтожно малые количества этих элементов.

Радиоактивные газы (радон, актинон, торон) являются продуктами распада естественных радиоактивных элементов (радия, актиния и тория), содержащихся в земных породах. В атмосферном воздухе есть также ничтожное количество рассеянных естественных радиоактивных веществ (уран, радий, калий-40), поступающих в воздух с конвекционными потоками в результате выветривания горных пород.

4.3. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО

ВОЗДУХА НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ И САНИТАРНЫЕ УСЛОВИЯ ЖИЗНИ В ГОРОДАХ

Естественное загрязнение атмосферного воздуха незначительно по сравнению с его искусственным загрязнением, которое с каждым годом увеличивается. Под атмосферными загрязнениями мы понимаем примеси к атмосферному воздуху, которые образуются не в результате стихийных природных процессов, а вследствие деятельности человека. Интенсификация производства привела к увеличению плотности загрязнителей на 1 м² площади и 1 м³ воздуха. Это приводит к качественному и количественному изменению загрязнения атмосферного воздуха.

Основными токсичными веществами, которые постоянно обнаруживаются в атмосферном воздухе промышленных городов, являются оксиды серы, азота, углерода, оксиданты и пыль разного состава. Кроме указанных соединений, в атмосферном воздухе имеются высокотоксичные соединения, образующиеся в результате химической

или фотохимической трансформации токсичных веществ. На процессы окисления влияют ультрафиолетовые лучи, присутствие озона, влажность воздуха. Например, сернистый газ окисляется в триоксид серы, который с влагой воздуха образует аэрозоль серной кислоты. Накопление серной кислоты в атмосфере приводит к выпадению кислотных дождей, особенно в промышленных районах.

Разложение диоксидов азота под влиянием ультрафиолетовых лучей на оксид азота и атомарный кислород влечет за собой образование свободных радикалов озона. Оксиды азота и углеводороды связываются с молекулярным кислородом и образуют оксиданты. Окисление углеводородов олефинового ряда (кептан, гексан, гексен) приводит к образованию высокотоксичных соединений пероксиацетилнитрона (ПАН) и пероксибензолнитрата. Эти вещества в сочетании с оксидами азота участвуют в формировании фотохимического смога.

Ведущую роль в загрязнении атмосферного воздуха играют крупные теплоэлектростанции и электростанции, работающие на низкосортном пылевидном топливе. Их выбросы составляют до 27% всех выбросов в атмосферу.

По объему выбросов далее следуют предприятия черной и цветной металлургии (24 и 10% всех выбросов). В результате сжигания топлива в воздух выбрасываются летучая зола, сажа, различные газообразные продукты. Летучая зола содержит кремний, кальций, магний, алюминий, железо, калий, титан, серу.

Каменноугольный дым содержит, кроме сажи, смолистые вещества, в частности канцерогенный 3-4-бенз(а)пирен. Из газообразных продуктов, образующихся в результате сгорания каменного угля, больше приходится на сернистый газ. Его количество в значительной мере определяется серосодержащими примесями в каменном угле. Выбросы сернистого газа в атмосферный воздух промышленных городов нарастают из года в год.

Сероводород и меркаптан присутствуют в выбросах предприятий, перерабатывающих многосернистую нефть; хлор, оксиды азота, сероуглерод дают ряд отраслей химической промышленности.

На долю автотранспорта приходится более 70% от всей суммы загрязнителей воздушной среды городов. Выхлопные газы автотранспорта содержат оксид углерода, озон, оксиданты как продукт трансформации оксидов азота, углеводороды, свинец, сажу. Большое значение имеют тип двигателя, режим его работы, техническое состояние, скорость и интенсивность движения транспорта. С целью

уменьшения загрязнения атмосферного воздуха предлагается перевод автопарка на газ, использование нетоксичных антидетонаторов, различных присадок к топливу, изменение системы зажигания.

Кроме того, концентрации оксида углерода в атмосферном воздухе крупных городов зависят от интенсивности движения, ширины улиц, озеленения, планировки города и т.д. Наиболее высокие его концентрации отмечаются при автомобильных пробках. На тихих улицах содержание оксидов углерода в воздухе в 5-10 раз ниже, чем в воздухе оживленных автомагистралей. Из года в год увеличиваются выбросы в атмосферный воздух за счет железнодорожного и морского транспорта. Снижение этого загрязнения возможно с переводом транспорта на электрическую тягу.

Загрязнение атмосферного воздуха промышленных городов оказывает многообразное вредное воздействие на население, что приводит к ухудшению здоровья и снижению работоспособности, а также наносит экономический ущерб в результате потери ценного сырья в виде отходов.

Малые концентрации токсичных веществ атмосферного воздуха способствуют развитию у населения хронических отравлений. Симптомы отравления часто бывают маловыраженными, субъективные жалобы не определены. Часто хроническое воздействие веществ приводит к снижению защитных сил организма, что проявляется в повышении общей заболеваемости, возрастании числа хронических неспецифических заболеваний бронхолегочной системы, отягощении течения сердечно-сосудистых заболеваний.

В декабре 1930 г. в Бельгии в долине реки Маас в течение 5 дней установилась погода с высоким барометрическим давлением, туманом и слабым ветром. В долине была температурная инверсия, т.е. температура верхних слоев воздуха превышала температуру приземных слоев, что уменьшало интенсивность вертикальных конвекционных токов и не способствовало перемешиванию воздуха. Жители долины ощущали резкий запах сернистого газа. Появились жалобы на нарушение функции верхних дыхательных путей и легких. За 5 дней переболело несколько сотен человек, из них 60 человек умерли. Особенно пострадали лица, имевшие хронические заболевания сердца и легких.

При вскрытии трупов погибших отмечали геморрагические и некротические очаги на слизистых оболочках бронхов и в тканях легких, характерные для отравления сернистым газом. Эта катастрофа не была следствием аварии на заводах. Заводы работали обыч-

ным образом и выбрасывали в воздух те же количества сернистого газа, что и прежде. Причиной отравления населения стал токсичный туман, который во влажную безветренную погоду способствовал накоплению в воздухе сернистого газа и аэрозоля серной кислоты.

Этот случай не единственный. В 1948 г. в г. Донора в США также произошло массовое отравление населения сернистым газом. Жалобы были те же, что у жителей долины Маас. За 5 дней, пока над городом стоял туман, переболело 42% населения, умерло 20 человек.

В 1952 г. в Лондоне повторилась катастрофа, происшедшая там же 70 лет назад. С 5 по 9 декабря стоял густой туман, высокая влажность и безветрие способствовали превращению сернистого газа в аэрозоль серной кислоты. За это время умерло 2500 человек, хотя в предыдущие дни смертность не превышала 100 человек в неделю. Особенно увеличилась смертность среди пожилых людей и детей.

В последнее время также периодически отмечаются случаи появления раздражающих туманов, которые содержат комплексы органических соединений серы.

Неблагоприятное действие на организм загрязнителей атмосферного воздуха проявляется также в накоплении некоторых веществ (свинец, кадмий и др.) в костях и тканях организма, что может привести к развитию хронических отравлений у населения, проживающего вблизи источников выброса в атмосферу этих соединений. Экспериментально доказано накопление свинца в костях мышей, которые дышали атмосферным воздухом, загрязненным выбросами предприятий цветной металлургии. Установлена связь между концентрациями свинца в воздухе и количеством свинца, накопленного в костях животных.

С каждым годом растет заболеваемость онкологическими заболеваниями, вызванными воздействием на организм человека канцерогенных веществ в окружающей среде. Если в 1940 г. рак бронхолегочной системы занимал 12-е место среди всех форм рака, то в 1960 г. - уже 5-е место, а в 1980 г. - 2-е место. Это связывают с увеличением содержания в воздухе городов канцерогенов и коканцерогенов.

Развитие рака бронхолегочной системы связывают и с табакокурением. Подсчитано, что при выкуривании 40 сигарет в день человек вдыхает около 150 мг 3-4-бенз(а)пирена дополнительно к 3-4-бенз(а)пирену атмосферного происхождения.

Загрязнение атмосферного воздуха ухудшает санитарные условия жизни населения, что проявляется в снижении прозрачности

атмосферы, уменьшении естественной освещенности, повышенном туманообразовании.

Частота возникновения туманов в крупных промышленных городах увеличивается из года в год. Туманообразование связано с конденсацией паров влаги на взвешенных частицах пыли с формированием устойчивой пылегазовой смеси. Такие туманы длительно сохраняются, способствуют ухудшению здоровья и работоспособности населения, увеличению числа уличных травм, угнетают самочувствие людей.

Климатологи отмечают, что в связи с увеличением количества взвешенных частиц в воздухе городов облачность повышается на 5-10%, туманообразование летом увеличивается на 30%, а число дней с осадками - на 5-10 больше, чем в сельской местности. Туманообразование ведет к уменьшению естественной освещенности до 40-50%, что требует дополнительных расходов на освещение улиц. Запыленность воздуха снижает солнечную радиацию на 15-20%, причем ультрафиолетовая радиация летом снижается на 5%, зимой - на 30%, а в условиях тумана эти потери достигают 90%.

Наиболее губительно действует на зеленые насаждения сернистый газ, который нарушает фотосинтез и наносит растениям видимый вред. Наиболее чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха хвойные и плодовые деревья, более устойчивы липа, ясень, тополь.

Улучшению здоровья населения в современных условиях способствует система мероприятий различного назначения.

Природоохранные мероприятия направлены на оздоровление воздушной, водной среды, почвы, зеленых массивов. Расходы государства на охрану окружающей среды из года в год увеличиваются. Государственные природоохранные законодательные акты являются правовой основой профилактических мероприятий.

Планировочные мероприятия имеют важное значение для решения задач по ограничению влияния вредных выбросов на здоровье населения.

Технические и санитарно-технические мероприятия направлены на улавливание, очистку, переработку загрязняющих веществ, внедрение безотходных, автоматизированных технологий. Существенное значение имеет выбор малотоксичного сырья, топлива, альтернативных материалов.

Организационные мероприятия проводятся в соответствии с требованиями санитарных законодательств и предусматривают санитар-

ный контроль за источниками загрязнения окружающей среды, их размещением, учет и контроль за разработкой генеральных планов городов, промышленных и транспортных зон. Для снижения уровней загрязнения атмосферного воздуха городов, особенно мегаполисов, существенное значение имеет организация транспортных потоков, модернизация уличных магистралей, создание безопасных условий для пассажиров и пешеходов.

Большое значение имеет лабораторный контроль за состоянием атмосферного воздуха в стационарных точках города с определением зонального распространения выбросов с использованием автоматизированного сбора информации о загрязнителях и состоянии здоровья населения.

Гигиеническое нормирование является важнейшим средством первичной профилактики заболеваемости населения. Установлены гигиенические нормативы физических, химических и биологических факторов, гарантирующие безвредность для здоровья, так как они определяются на уровнях ниже пороговых воздействий с учетом современных достижений науки.

Все указанные мероприятия действуют комплексно, представляют собой государственную программу по охране окружающей среды и сохранению здоровья населения.

4.4. ЕСТЕСТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА И ЕСТЕСТВЕННАЯ ОСВЕЩЕННОСТЬ. УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ РАДИАЦИЯ,

ЕЕ ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Важным фактором существования жизни на Земле является солнечная радиация. 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 волн до волн с исчезающей малой величиной.

Из-за поглощения, отражения и рассеяния лучистой энергии в мировом пространстве на поверхности земли солнечный спектр ограничен, особенно в коротковолновой части.

Если на границе земной атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5%, видимая часть - 52% и инфракрасная

часть - 43%, то у поверхности земли ультрафиолетовая часть составляет 1%, видимая - 40% и инфракрасная часть солнечного спектра - 59%.

У поверхности земли солнечная радиация всегда меньше, чем солнечная постоянная у границы тропосферы. Это объясняется как высотой стояния солнца над горизонтом, так и различной чистотой атмосферного воздуха, большим разнообразием погодных условий, облаками, осадками и т.д. При подъеме на высоту масса атмосферы, проходимой солнечными лучами, уменьшается, поэтому увеличивается интенсивность солнечной радиации.

Дневная освещенность на открытой площадке зависит от погоды, поверхности почвы, высоты стояния солнца над горизонтом. Средняя освещенность по месяцам в средней полосе России колеблется в широких пределах - от 65 000 люксов (лк) в августе до 1000 лк и менее в январе.

Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. В крупных промышленных городах естественная освещенность на 30-40% меньше, чем в районах с относительно чистым атмосферным воздухом. Минимальная освещенность наблюдается и ночью. В безлунную ночь освещенность создается светом звезд, рассеянным свечением атмосферы и собственным свечением ночного неба. Небольшой вклад в общую освещенность вносит свет, отраженный от светлых земных объектов.

Видимый свет оказывает общебиологическое действие. Это проявляется не только в специфическом влиянии на функции зрения, но и в определенном воздействии на функциональное состояние центральной нервной системы 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.

Многочисленными физиологическими исследованиями доказаны благоприятное влияние на нервно-мышечную возбудимость и психическое состояние красно-желтого света и угнетающее действие сине-фиолетовых лучей. Особое гигиеническое значение света заключается в его влиянии на функции зрения.

Основные функции зрения - острота зрения (способность глаза различать две точки как изолированные при максимально малом расстоянии между ними), контрастная чувствительность (способность различать степень яркости), быстрота различения (минимальное

время установления величины и формы детали), устойчивость ясного видения (время ясного видения предмета).

Физиологический уровень зрения в известных пределах индивидуален, но всегда зависит от освещенности, цвета фона и детали, величины рабочих деталей и т.д.

При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается работоспособность. Например, при зрительной работе в течение 3 ч при освещенности 30-50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37%, а при освещенности 100-200 лк она снижается только на 10-15%. Гигиеническое нормирование освещенности рабочих мест устанавливается в соответствии с физиологическими особенностями зрительных функций. Создание достаточной естественной освещенности в помещениях имеет большое гигиеническое значение.

Естественное освещение помещений возможно не только благодаря прямому солнечному облучению, но и рассеянному и отраженному свету от небосвода и земной поверхности.

Естественная освещенность помещений зависит от ориентации светопроемов по сторонам света. Ориентация окон на южные румбы горизонта способствует более длительной инсоляции помещений, чем ориентация на северные румбы. При восточной ориентации окон прямые солнечные лучи проникают в помещение в утренние часы, при западной ориентации инсоляция возможна во второй половине дня.

На интенсивность естественного освещения помещений влияет также их затемнение близстоящими зданиями или зелеными насаждениями. Если в окно не виден небосвод, то в помещение не проникают прямые солнечные лучи, освещение обеспечивается только рассеянными лучами, что ухудшает санитарную характеристику помещения.

При южной ориентации помещений солнечная радиация внутри помещения составляет 25% наружной, при других ориентациях она уменьшается до 16%.

Современное градостроительство учитывает эти факторы. Большие светопроемы, отсутствие затеняющих деталей, светлая окраска домов создают благоприятные условия для хорошей естественной освещенности жилых помещений.

Солнечная радиация является мощным лечебным и профилактическим фактором, она влияет на все физиологические процессы в организме, повышая обмен веществ, общий тонус и работоспособность.

Наиболее биологически активна ультрафиолетовая часть солнечного спектра, которая у поверхности земли представлена потоком волн в диапазоне от 290 до 400 мкм.

Интенсивность ультрафиолетовой радиации у поверхности земли не всегда постоянна и зависит от широты местности, времени года, погоды и прозрачности атмосферы. При облачной погоде интенсивность ультрафиолетовой радиации у поверхности земли может снижаться до 80%, из-за запыленности атмосферного воздуха - до 11-50%.

Ультрафиолетовые лучи, попадая на кожу, не только вызывают сдвиги в коллоидном состоянии клеточных и тканевых белков кожи, но и рефлекторным путем влияют на весь организм.

Под воздействием ультрафиолетовых лучей в организме образуются биологически активные вещества, стимулирующие многие физиологические системы организма, что говорит о фотохимическом эффекте.

Являясь неспецифическим стимулятором физиологических функций, ультрафиолетовые лучи благоприятно влияют на белковый, жировой, минеральный обмен, иммунную систему, оказывая общеоздоровительное и тонизирующее действие.

Кроме общебиологического влияния на все системы и органы, ультрафиолетовая радиация оказывает специфическое действие, свойственное определенному диапазону волн. Известно, что ультрафиолетовая радиация с диапазоном волн от 400 до 320 мкм оказывает эритемно-загарное действие, с диапазоном волн от 320 до 275 мкм - антирахитическое и слабое бактерицидное, а коротковолновая ультрафиолетовая радиация с диапазоном волн от 275 до 180 мкм повреждает биологическую ткань.

На поверхности земли биологические объекты не подвергаются губительному действию коротковолновой ультрафиолетовой радиации, так как в верхних слоях атмосферы происходят рассеяние и поглощение волн с длиной волны менее 290 мкм. В данном случае зарегистрированы наиболее короткие из всего спектра ультрафиолетовой радиации волны в диапазоне от 290 до 291 мкм, наибольшую часть которых составляет ультрафиолетовая радиация эритемно-загарного действия.

Ультрафиолетовая эритема имеет ряд отличий от инфракрасной эритемы. Так, ультрафиолетовой эритеме свойственны строго очерченные контуры, ограничивающие участки воздействия ультрафиолетовых 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 центральной нервной системы в развитии ультрафиолетовой эритемы. Так, при нарушении проводимости периферических нервов или после введения новокаина эритема на данном участке кожи слабая или совсем отсутствует.

Ультрафиолетовая радиация в диапазоне волн от 320 до 275 мкм оказывает специфическое антирахитическое действие, что проявляется в фотохимических реакциях ультрафиолетовой радиации этого диапазона в синтезе витамина D. При недостаточном облучении ультрафиолетовыми лучами антирахитического спектра страдают фосфорно-кальциевый 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. Как указывалось выше, ультрафиолетовая радиация антирахитического спектра относится к коротковолновой радиации, поэтому 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 ультрафиолетового излучения испытывают также жители Крайнего Севера, рабочие угольной и горнорудной промышленности, лица, работающие в темных помещениях, и т.д. Для восполнения естественного солнечного облучения этих людей дополнительно облучают искусственными источниками ультрафиолетовой радиации либо в специальных фотариях, либо путем комбинации осветительных ламп с лампами, дающими излучение в спектре, близком к естественному ультрафиолетовому излучению. Наиболее перспективно и практически реально обогащение светового потока осветительных установок эритемной составляющей.

Многочисленные исследования по профилактическому облучению населения Крайнего Севера, подземных рабочих угольной и горнорудной промышленности, рабочих темных цехов и других контингентов говорят о благотворном влиянии искусственного ультрафиолетового облучения на ряд физиологических функций организма

и работоспособность. Профилактическое облучение ультрафиолетовыми лучами улучшает самочувствие, повышает сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям, увеличивает работоспособность. Недостаточность ультрафиолетовой радиации неблагоприятно действует не только на здоровье человека, но и на процессы фотосинтеза у растений. У злаковых это приводит к ухудшению химического состава зерен с уменьшением содержания белка и увеличением количества углеводов.

Ультрафиолетовые лучи (УФЛ) оказывают бактерицидный эффект, что позволяет проводить санацию воздушной среды, воды, почвы. Бактерицидным свойством обладают лучи с длиной волны 180- 275 мкм. Слабое бактерицидное действие оказывает солнечная радиация в диапазоне волн от 200 до 310 мкм. Бактерицидный эффект УФЛ у поверхности земли снижен, так как диапазон этих волн ограничен 290-291 мкм.

В настоящее время широко используются специальные бактерицидные лампы, дающие лучи бактерицидного спектра с меньшей длиной волны, чем в естественном солнечном спектре. Таким образом проводится санация воздушной среды в операционных, микробиологических боксах, помещениях для приготовления стерильных лекарств, сред и т.д. С помощью бактерицидных ламп возможно обеззараживание молока, дрожжей, безалкогольных напитков, что увеличивает сроки их хранения.

Бактерицидное действие искусственного ультрафиолетового излучения используется для обеззараживания питьевой воды. При этом не изменяются органолептические свойства воды, в воду не вносятся посторонние химические вещества.

Однако действие УФЛ на организм и окружающую среду бывает не только благоприятным. Интенсивное солнечное облучение приводит к развитию выраженной эритемы с отеком кожи и ухудшением состояния здоровья.

При воздействии УФЛ возникает поражение глаз - фотоофтальмия с гиперемией конъюнктивы, блефароспазмом, слезотечением и светобоязнью. Подобные поражения встречаются при отражении лучей солнца от поверхности снега в арктических и высокогорных районах («снеговая слепота»).

В литературе описаны случаи фотосенсибилизирующего действия УФЛ у особо чувствительных к данному виду излучения людей при работе с каменноугольным песком. Повышенная чувствительность к

УФЛ наблюдается и у больных со свинцовой интоксикацией, у детей, перенесших корь, и т.д.

За последние годы в литературе обсуждается вопрос о частоте возникновения рака кожи у лиц, постоянно подвергающихся интенсивному солнечному облучению. Отмечается большая частота рака кожи у населения южных районов по сравнению с распространенностью рака кожи в северных районах. В частности, случаи рака у виноградарей Бордо с преимущественным поражением кожи рук и лица связывают с постоянным и интенсивным солнечным облучением открытых частей тела. Были попытки изучить влияние интенсивного ультрафиолетового облучения на частоту возникновения рака кожи в эксперименте, однако достоверные результаты не получены.

Длинноволновая часть солнечного спектра представлена инфракрасными лучами. По биологической активности инфракрасные лучи делятся на коротковолновые - с диапазоном волн от 760 до 1400 мкм и длинноволновые - с диапазоном волн от 1500 до 25 000 мкм.

Инфракрасное излучение оказывает на организм тепловое воздействие, которое в значительной мере определяется поглощением лучей кожей. Чем меньше длина волны, тем большее проникновение излучения в ткани, но субъективное ощущение тепла и жжения меньше. 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, где мощность излучения может во много раз превышать естественную. 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 условнорефлекторная реакция сосудов.

Инфракрасные лучи при длительном воздействии вызывают изменения структурных элементов глаз. Инфракрасная радиация с длиной волны 1500-1700 мкм достигает роговицы и передней глазной камеры, лучи с длиной волны 1300 мкм проникают до хрусталика. В тяжелых случаях возможно развитие катаракты.

Понятно, что все неблагоприятные воздействия возможны лишь при отсутствии надлежащих мер защиты и профилактических мероприятий. Одна из важных задач врача заключается в своевременном предупреждении заболеваний, связанных с неблагоприятным воздействием инфракрасной радиации.

4.5. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Воздух является одним из факторов окружающей среды, имеющим эпидемиологическое значение. В течение суток человек в среднем вдыхает около 20 м³ воздуха. С воздухом в организм могут проникать микроорганизмы, вызывающие различные инфекционные заболевания. Известно, что смертность от воздушных инфекций составляет от 60 до 85% всей смертности от инфекционных заболеваний.

Воздушная среда является средой обитания различных биологических объектов, среди которых разнообразные бактерии, дрожжевые грибки, цисты простейших, споры мхов и т.д. Атмосферный воздух не является средой размножения для микроорганизмов - он является средой их обитания.

Длительность выживания микробов и сохранение их вирулентности в воздушной среде зависят от неблагоприятного действия света, интенсивности ультрафиолетовой радиации, температуры воздуха, условий его разбавления. Специфической микрофлоры атмосферного воздуха нет. Она вносится в него извне.

Основным источником загрязнения воздушной среды населенных мест микроорганизмами является почва. В 1 г почвы содержатся сотни и миллионы микробных тел. В самом поверхностном слое почвы в несколько миллиметров содержится меньшее количество микробов, чем в слое, следующим за ним, вследствие бактерицидного действия солнечного света.

В сухую и ветреную погоду количество микроорганизмов в атмосферном воздухе увеличивается; оно уменьшается с высотой и по мере удаления в море.

В меньшей степени бактериальная загрязненность атмосферного воздуха связана с попаданием в него капелек воды или мелких брызг, содержащих бактерий. Подобное загрязнение возможно, например,

во время волнения водоемов. Однако удельный вес такого загрязнения атмосферного воздуха невелик.

Положительное влияние на состояние атмосферы оказывают зеленые насаждения, которые служат хорошим фильтром для микроорганизмов. Известно, что в тайге открытые чашки Петри с питательной средой остаются стерильными в течение недели.

В арктическом районе на острове Новая Земля зимой из воздуха оседает в час 1-2 бактерии, летом - 8-13. В центре поселка зимовщиков бактериальная обсемененность воздуха увеличивается до 40 колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 м³, а в палатках достигала 80 000 КОЕ в 1 м³.

Атмосферный воздух считается чистым в бактериологическом отношении, если число бактерий летом не превышает 750 КОЕ в 1 м³ и зимой - 150 КОЕ в м³.

Летом в атмосферном воздухе увеличивается число спороносных и грибковых микроорганизмов за счет загрязнения воздуха почвой. Зимой отмечается увеличение количества пигментных бактерий за счет выброса в атмосферу воздуха жилых помещений через вентиляционные системы.

Микроорганизмы атмосферного воздуха принадлежат к сапрофитам. Лишь в очень неблагоприятных условиях, в местах массовых скоплений людей (на улице, стадионе) возможно попадание в воздух патогенных микроорганизмов и вирусов, чаще гриппа, и микобактерий туберкулеза. Однако опасность заражения в этих случаях невелика в силу интенсивного разбавления микроорганизмов воздушными массами.

Основное значение в распространении аэрогенных инфекций имеет воздух жилых и общественных зданий, микробное загрязнение которого резко возрастает при плохой вентиляции и большой скученности людей.

Для многих заболеваний воздух является основным путем передачи инфекционного начала. К ним относятся грипп, натуральная оспа, краснуха, дифтерия и др. Возбудители этих заболеваний поражают дыхательные пути и попадают во внешнюю среду с капельками слюны и экссудата при кашле, чихании, разговоре.

Воздушные токи в помещении являются существенным фактором, влияющим на распространение в воздухе микроорганизмов. Горизонтальные и конвекционные токи воздуха способствуют распространению микробов в пределах помещения или этажа при наличии общего коридора. Вертикальные воздушные токи могут способствовать распространению инфекционных заболеваний на

верхние этажи. Поэтому в многоэтажных больницах палаты для инфекционных больных или микробиологические лаборатории следует располагать на верхних этажах.

При оценке бактериологического состава воздуха имеет значение обнаружение микроорганизмов, присутствие которых указывает на источник загрязнения.

В атмосферном воздухе представлены в основном сапрофитные кокки, споровые бактерии, грибы и плесени. В воздухе закрытых помещений накапливается микрофлора, выделяемая через дыхательные пути человека. Наличие в воздухе патогенных стафилококков и стрептококков указывает на загрязнение воздуха выделениями из носоглотки людей.

Отмечено также, что при влажной уборке помещений число бактерий в воздухе увеличивается на 50-75%, а при сухой уборке - на

400-500%.

Известно также, что в воздухе операционной при отсутствии людей количество бактерий обычно не превышает 10-12 в 1 м³. В операционные дни бактериальная обсемененность увеличивается в 6-7 раз, а в присутствии студентов на операции - в 10 раз и более.

В последние годы к опасным факторам относят плесневые грибы, которые, занимая особое место в биоценозах воздушной среды служебных и жилых помещений, являются этиологическим фактором развития аллергических заболеваний и микозов, в том числе бронхолегочных.

Показателями эпидемиологической безопасности воздуха являются санитарно-показательные микроорганизмы, так как выделение патологической микрофлоры и вирусов из воздуха является технически трудной задачей.

Стафилококки и зеленящие стрептококки являются санитарнопоказательными микроорганизмами для воздуха закрытых помещений. Оценка бактериологической обсемененности жилых помещений проводится по числу бактерий и гемолитических стафилококков в 1 м³. Так, чистый воздух содержит не более 2000 бактерий в 1 м³ при наличии гемолитических стрептококков до 10 в 1 м³. Умеренно загрязненный воздух содержит в пределах 2000-7000 бактерий в 1 м³ при наличии гемолитических стрептококков в пределах 11-120 в 1 м³. Сильно загрязненный воздух имеет более 7000 бактерий в 1 м³ при количестве гемолитических стрептококков более 120 в 1 м³.

Для воздуха лечебных учреждений, особенно операционных, учитывается как общее количество микроорганизмов (КОЕ), так и число золотистого стафилококка и гемолитического стрептококка в 1 м³.

В воздухе производственных помещений предприятий микробиологической промышленности имеет значение наличие плесневых грибов, дрожжеподобных грибов рода кандида (Candida), обладающих сенсибилизирующим действием. Установлено, что предельная концентрация дрожжеподобных грибов в количестве 500-600 клеток в 1 м³ в воздухе рабочего помещения является гарантией отсутствия у рабочих аллергических реакций.

В ряде нормативных документов европейских и американских организаций, занятых технологией воздухоподготовки, рекомендуются уровни микробной обсемененности воздуха, считающиеся безопасными (приемлемыми) для общественных помещений. Так, например, для общемикробного числа безопасным принят диапазон 100-1000 КОЕ/м³. В случае если количество КОЕ/м³ менее 100 - уровень обсемененности считается низким, от 100 до 1000 - средним, более 1000 - высоким.

В последние годы общество сталкивается с «новыми» и «возвращающимися» возбудителями инфекционных заболеваний. Стратегия борьбы с инфекционными болезнями должна учитывать способность микроорганизмов к адаптации к постоянно меняющимся условиям существования, наличие атипичных видов бактерий с измененными культуральными, биохимическими и биологическими свойствами.

Таким образом, бактериологические методы исследования воздушной среды имеют особое значение при оценке санитарного состояния объектов, где могут находиться источники бактериального обсеменения воздуха. При этом оценка общей бактериальной обсемененности воздуха, выделение санитарно-показательных микроорганизмов и патогенной микрофлоры позволяют определить степень эпидемиологической опасности воздушной среды в конкретной ситуации.

4.6. КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Изучение связи между здоровьем человека и атмосферными явлениями имеет давнюю историю. Еще отец медицины Гиппократ отмечал влияние погоды на здоровье человека. Постепенно накапливались факты, подтверждающие взаимосвязь погоды со здоровьем. Первоначально это были случаи единичных совпадений обострений заболеваний с ухудшением погоды, затем повторяемость таких сов-

падений позволила заключить, что подобные явления не случайны, что они представляют собой лишь внешнее проявление действия неблагоприятных климатических условий на здоровье человека.

В настоящее время влияние климата на здоровье стало одной из важных тем медико-биологических исследований. Необходима разработка прогнозов для предотвращения обострений хронических заболеваний, а также активного влияния на здоровье и работоспособность практически здоровых людей при акклиматизации в необычной климатогеографической среде, часто с экстремальными условиями.

Климатические факторы влияют на биологические ритмы различных физиологических систем организма, под влиянием этих факторов возникают сезонные заболевания и обострения хронических болезней, существуют метеотропные заболевания. С внезапным изменением погоды связаны ухудшение здоровья и снижение работоспособности населения.

Погода характеризуется определенным комплексом метеорологических факторов: интенсивностью солнечной радиации, электрическим состоянием атмосферы, температурой, влажностью, давлением воздуха, скоростью и направлением ветра, атмосферными осадками. Многолетний режим погоды составляет климат данного района.

Климат складывается в результате воздействия различных климатообразующих факторов, к которым относятся географическая широта и долгота, циркуляция атмосферы, рельеф местности и характер подстилающей поверхности. За последнее время известное влияние на климатические условия оказывает многообразная производственная деятельность человека.

Периодическое изменение физических свойств воздушной среды в основном определяют астрономические условия: продолжительность дня и ночи, смена сезонов года, максимальная высота стояния солнца в течение года в зависимости от географической широты местности.

Годовой ход температуры независимо от широты выражается кривой с понижением температуры в январе - феврале и повышением в июле - августе. Суточная амплитуда температуры воздуха больше на севере и в средних широтах и меньше - на юге.

Изменения погоды связаны с непериодическим колебанием атмосферного давления воздуха у поверхности земли. Суточные колебания атмосферного давления при устойчивой погоде составляют не более 1-2 мм рт. ст. При более резких изменениях погоды колебания атмосферного давления могут превышать 10-20 мм рт.ст.

Распределение температуры в тропосфере приводит к тому, что в ее нижних слоях у экватора образуется область низкого давления, а у полюсов - область высокого давления; в высоких слоях тропосферы распределение атмосферного давления обратное. Воздушные массы высокого давления (антициклоны) приносят с собой большей частью ясную погоду. Антициклоны идут перед каждой серией циклонов. Погода с ливнями обычно наблюдается в тылу циклонов и вызывается вторжением холодного воздуха.

На поверхности земли существует силовое магнитное поле, направление которого обнаруживается по положению свободно вращающейся намагниченной стрелки. Быстрые изменения геомагнитного поля, такие как магнитные возмущения, магнитные бури и магнитные грозы, возникают в связи с усиленным притоком электрически заряженных частиц с поверхности Солнца.

Максимальное число магнитных бурь возрастает в период интенсивной солнечной активности в так называемые периоды неспокойного Солнца.

Активность атмосфериков - электромагнитных колебаний в результате грозовых разрядов увеличивается к лету и уменьшается к зиме.

Таким образом, в понятие «климат» включаются не только температура, влажность, подвижность воздушных масс и атмосферное давление, но и характеристика электромагнитных факторов: напряженность магнитного поля, электропроводность воздуха, активность атмосфериков, интенсивность солнечного излучения.

От угла падения солнечных лучей зависит не только количество приносимой ими тепловой энергии, но и спектральный состав света. Биологические ритмы связаны с чередованием света и тьмы, а величина их амплитуды зависит от колебаний метеорологических факторов: температуры, давления воздуха, влажности, силы ветра и т.д. Следовательно, смена сезонов, т.е. световой климат, является одним из важных сигналов, на который реагирует организм. Многочисленные клинические наблюдения подтверждают, что главным синхронизатором биологических ритмов у человека является свет. Суточное вращение Земли вызывает в организме волнообразное изменение функций с периодом, близким к 24 ч. Такие ритмы принято назвать циркадными, их частотная характеристика различна.

О существовании солнечно-земных связей неоднократно говорил проф. А.Л. Чижевский (1897-1964). Он доказал, что интенсивность электромагнитного излучения Солнца определяет активность био-

логических процессов в организме. В период активного Солнца увеличивается число эпидемий, активно размножаются вредители сельского хозяйства. Солнечная активность самым тесным образом коррелирует с различными эпидемиями, в частности холеры. Так, А.Л. Чижевский в 1930 г. предсказал возможность эпидемической вспышки холеры в 1960-1962 г., что и произошло в Юго-Восточной Азии. Из 9 пандемий гриппа, предсказанных им, 8 действительно произошли, в том числе пандемия гриппа в Европе в 1968-1969 гг.

Многочисленные работы биологов, энтомологов и зоологов показали, что массовые заболевания животных имеют периодичность около одиннадцати лет, т.е. синхронны с солнечной активностью. Изменение солнечной активности и смена погоды способствуют обострению хронических заболеваний у людей.

Наивысшим проявлением действия климатических факторов становятся так называемые сезонные заболевания и сезонные обострения хронических заболеваний. Наиболее заметно связаны с сезонами года простудные заболевания (грипп, острые респираторные заболевания, воспалительные заболевания дыхательных путей и т.д.). Максимальное число этих заболеваний приходится на осень, зиму и раннюю весну.

Надо полагать, что изменения в организме, связанные с погодой, объясняются действием комплекса факторов, включающего не только обычные метеорологические условия (температура, влажность, подвижность воздуха, атмосферное давление), но и электрометеорологические факторы (магнитное поле Земли, электропроводность воздуха и т.д.).

В истории климатологии зафиксированы дни, когда резкое изменение погоды привело к появлению множества заболеваний. Так, в Петербурге в январе 1780 г. произошло резкое изменение погоды - за одну ночь температура воздуха с -44 °С повысилась до +6 °С, в Ташкенте 18 ноября 1954 г. за один день теплая солнечная погода с температурой воздуха +15 °С сменилась ветреной погодой с температурой воздуха -21 °С. В результате подобных погодных катастроф возникли массовые простудные заболевания и отмечено большое число обострений у больных с сердечно-сосудистой и бронхолегочной патологией. Неблагоприятные реакции организма, связанные с изменением погодных условий, получили название метеопатий.

Наибольшее число заболеваний и их обострений связано с резким изменением погоды при прохождении синоптических фронтов. Синоптический фронт - это плоскость раздела между двумя воздушными массами различного происхождения. В момент прохождения

фронта резко изменяются все метеорологические факторы: давление температура воздуха, влажность, скорость ветра, ионизация, электропроводность воздуха, естественная радиоактивность.

Изменению электрометеорологических факторов при прохождении синоптического фронта свойственна стадийность. Сначала изменяются только компоненты атмосферного электричества: напряженность электрического поля Земли, электропроводность воздуха и интенсивность электромагнитных импульсов. В этот период обычные метеорологические факторы - температура и влажность воздуха, атмосферное давление и скорость ветра - не выходят за пределы суточных колебаний.

Второй период - момент прохождения фронта - занимает не более 1-6 ч. Этому периоду свойственны резкие скачкообразные изменения всех метеорологических факторов, в том числе компонентов атмосферного электричества.

Третий период прохождения синоптического фронта занимает около суток, в это время происходит восстановление до прежнего уровня всех обычных и электрометеорологических факторов.

Появление различных патологических реакций и обострение хронических заболеваний наблюдаются до синоптического фронта, в момент его прохождения или после него. Клинические наблюдения указывают, что наибольший процент патологических реакций и обострений наблюдается за 1-2 дня до прохождения фронта, т.е. в момент наиболее резких изменений компонентов атмосферного электричества. В этот период возникает обострение более чем у 70% больных гипертонической болезнью, более чем у 80% больных стенокардией, приблизительно у 70% больных экземой, туберкулезом легких.

Выявлена зависимость между реакцией организма на погодные условия и типом высшей нервной деятельности. Больные с сильным и уравновешенным типом высшей нервной деятельности реагируют на прохождение фронта лишь субъективными ощущениями. У больных со слабым и неуравновешенным типом высшей нервной деятельности наблюдаются объективные признаки ухудшения состояния: повышение артериального давления, изменение тонуса периферических артерий, удлинение оптической хронаксии, изменения ЭЭГ. При этом наблюдаются сдвиги и в биохимических процессах - повышение уровня натрия, холестерина и протромбина в крови, понижение активности некоторых ферментов крови, каталазы и пероксидазы и т.д.

Механизм метеотропных реакций большинство авторов объясняют действием электромагнитных импульсов с последующим влияни-

ем метеорологических факторов (особенно холодовых), что изменяет реактивность организма на действие погодных условий в целом. При действии электромагнитных импульсов на организм изменяются функциональное состояние центральной нервной системы, тонус сосудов и обмен веществ, что приводит к обострению патологических процессов и субъективному ухудшению самочувствия.

Выявлена корреляционная зависимость между суточными пиковыми значениями электромагнитного поля Земли и обращаемостью за неотложной медицинской помощью по поводу заболеваний сердечнососудистой системы. Отмечена наиболее высокая метеолабильность мужчин в возрасте 50-59 лет, среди женщин критической группой по метеозависимости следует считать возраст 18-29 лет. Установлено, что на загрязненных территориях метеотропная реакция в критических возрастных группах проявляется непосредственно в день геомагнитных возмущений, тогда как на условно чистой территории она развивается с опозданием на 2-3 суток. Эта же зависимость отмечается и в отношении колебаний атмосферного давления, при этом критической группой по этому фактору являются женщины в возрасте 40-49 лет.

Таким образом, причины, способствующие развитию метеопатических реакций, весьма разнообразны. Это быстрая смена погоды и ее элементов (апериодическое изменение атмосферного давления, влажности, температуры воздуха, сильный ветер, осадки), прохождение фронтов (холодного, теплого), установление циклонов и антициклонов (областей пониженного и повышенного атмосферного давления), а также геомагнитные изменения (магнитные бури, повышение солнечной активности, изменение электрометеорологических условий). Все перечисленные факторы способствуют появлению патологических реакций у метеолабильных людей. Эту зависимость необходимо учитывать в повседневной деятельности с целью профилактики метеопатических реакций у хронически больных.

Оформилась как самостоятельная наука медицинская климатология, изучающая особенности климата и погоды с точки зрения их влияния на организм человека. Климатология разрабатывает не только лечебные, но и профилактические мероприятия, направленные на предупреждение болезней и предотвращение обострений хронических заболеваний. Климатолечение является одним из важных методов терапии хронических заболеваний.

Климатические факторы с лечебными целями применяли с глубокой древности. Гиппократ писал: «Болезни протекают различно в

разных странах и условиях жизни. Сухие времена здоровы и менее опасны, чем дождливые. Есть такие болезни, которые в определенные времена встречаются чаще или ухудшаются».

Гигиенические проблемы акклиматизации человека. Акклиматизацию рассматривают как процесс приспособления биологических объектов к жизни в новых климатогеографических условиях. Изменение облика Земли, вырубка леса, обмеление рек, устройство водохранилищ ведут к гибели одних видов растений, животных и биоценозов и развитию других видов и форм жизни.

Процесс акклиматизации животных и растений представлен как взаимодействие двух систем - биологических объектов и новой среды. При акклиматизации человека имеют значение не только необычные климатогеографические условия, но и характер и условия жизни. Комфортабельное жилище и одежда с учетом особенностей данного климата, рациональный режим труда и отдыха, полноценное питание, высокий уровень материального обеспечения, квалифицированная медицинская помощь способствуют приспособлению человека к необычным, часто суровым климатогеографическим условиям.

В связи с этим акклиматизация человека имеет социальный характер, так как географическая среда действует на человека не только непосредственно, но и опосредованно через условия его жизни. Условия жизни играют исключительную роль в преобразовании влияний окружающей среды на человеческий организм и состояние его здоровья. Многолетние наблюдения за процессами акклиматизации переселенцев на Крайний Север и в южные районы говорят о том, что для акклиматизации человека первостепенное значение имеют не столько суровые климатогеографические условия среды, сколько благоприятные условия быта и труда.

В проблеме акклиматизации, имеющей правовые, социальные, экологические аспекты, гигиенические и медицинские вопросы занимают большое место и часто приобретают первостепенное значение.

Процесс акклиматизации - это длительная адаптация к новым климатогеографическим условиям, связанная с образованием нового динамического стереотипа, который возникает путем установления временных и постоянных рефлекторных связей с окружающей средой через центральную нервную систему.

Адаптация - это процесс поддержания функционального состояния гомеостатических систем организма, обеспечивающий его сохранение, развитие, работоспособность, максимальную продол-

жительность жизни в неадекватных условиях природной среды. Жизнедеятельность организма в неадекватных условиях природной среды при сохранении оптимальных характеристик жизненных функций требует дополнительного включения адаптационных механизмов физиологических реакций.

«Каждый животный организм представляет собой сложную обособленную систему, внутренние силы которой каждый момент, пока она существует как таковая, уравновешиваются с внешними силами окружающей среды» (Павлов И.П.).

Акклиматизация наступает, если к организму не предъявляются требования, выходящие за пределы функциональных возможностей и компенсаторных механизмов. Акклиматизация как физиологическое явление есть способность организма осуществлять наиболее выгодные для себя отношения с новыми климатогеографическими условиями. При требованиях, превышающих эти возможности, возникает состояние декомпенсации с выраженными патологическими процессами.

В условиях полярных зимовок санитарно-бытовые факторы приобретают особое значение, поскольку человек стремится максимально изолироваться от окружающей среды и большая часть его деятельности проходит в искусственных условиях.

На прибрежных станциях Антарктиды зимовщики проводят вне помещений лишь 13% времени, в центре Антарктиды - не более 20-30 мин в сутки. Чем суровее климат, тем полнее изоляция людей от окружающей среды (табл. 4.3).

Таблица 4.3. Максимальное время пребывания людей на открытом воздухе в условиях Центральной Антарктиды

Жаркий климат. Не менее серьезные изменения в организме наблюдаются при акклиматизации в жарком климате. Жаркий климат отмечен в географических областях, занятых пустынями и полупустынями, где высокие температуры воздуха (50 °С и выше) сохраняются на протяжении 5-7 мес, происходят резкие колебания температуры воздуха в течение суток (ночью до -10 °С). Интенсивная солнечная радиация, высокая температура окружающих предметов и почвы, низкая относительная влажность воздуха (12-20%), пыльные бури дополняют характеристику жаркого сухого климата.

Влажный тропический климат предъявляет к организму исключительно высокие требования. Практически постоянная высокая температура воздуха (выше 30 °С) в течение года и суток, высокая относительная влажность воздуха сильно затрудняют теплоотдачу. Единственным механизмом, поддерживающим тепловой баланс, становится испарение пота и отдача тепла с дыханием. Тепловой баланс человека быстро нарушается, резко снижается работоспособность, снижается основной обмен.

Основная реакция на тепло - расширение периферических кровеносных сосудов, что приводит к значительному увеличению объема циркулирующей крови и снижению артериального давления. Это снижает функциональные возможности сердечно-сосудистой системы. Для сохранения адекватного кожного кровотока суживаются сосуды внутренних органов (печени, почек, кишечника). Интенсивное потоотделение в конечном итоге приводит к дегидратации и сгущению крови. С потом покидают организм водорастворимые витамины и соли.

При потере массы тела в результате потоотделения более 15% наступают необратимые изменения сердечно-сосудистой и нервной систем. Горячий ветер с пылью повреждает слизистые оболочки верхних дыхательных путей, носовые раковины утолщаются, дыхание через нос затрудняется, возникают острые и хронические риниты и фаринголарингиты. Фильтрующая способность носа и бактерицидные свойства слизистых оболочек снижаются, что приводит к бронхитам и поражению легочной паренхимы. Интенсивное испарение пота, изнуряющая жара, обильное питье ведут к нарушению водноэлектролитного баланса и развитию теплового истощения.

Комплекс факторов жаркого климата оказывает угнетающее действие на пищеварение, что проявляется в уменьшении слюноотделения, снижении тонуса и двигательной активности желудочно-

кишечного тракта, кислотности желудочного сока, что обусловливает широкое распространение гипацидного гастрита среди приезжих.

Для создания благоприятных условий в жарком климате большое значение имеет комфортный микроклимат в жилых помещениях. Главной задачей является предотвращение перегревания жилых помещений.

Этому способствует капитальное строительство. Защита помещения от перегревания возможна при толщине стен не менее 55-60 см. На юге (южнее 45° широты) наиболее благоприятна ориентация зданий на юг или на север. При южной ориентации здание освещено прямыми, отвесными солнечными лучами, которые, скользя по поверхности здания, вызывают меньшее перегревание, чем косые лучи. Западная ориентация наиболее неблагоприятна, так как косые солнечные лучи, проникая в глубь здания, перегревают его, особенно во второй половине дня, когда температура наружного воздуха превышает 25 °С.

Защите от перегревания зданий способствуют также некоторые архитектурные приемы: навесы, ставни, застекленные веранды и балконы. Вертикальное озеленение, заглубление окон на фасаде смягчают действие жаркого климата.

Свободная застройка квартала, способствующая его хорошему проветриванию, создает более благоприятные микроклиматические условия внутри квартала и, следовательно, в жилых помещениях. Наиболее приемлемая температура воздуха в жилье для жителей южных районов составляет 17-18 °С. Наилучшие микроклиматические условия в помещениях создаются при кондиционировании воздуха. Озеленение, фонтаны улучшают микроклимат, ослабляют изнуряющее действие жары.