Гигиена труда : учебник / Под ред. Н.Ф. Измерова, В.Ф. Кириллова. 2010. - 592 c.
|
|
|
|
ГЛАВА 6 АЭРОИОНИЗАЦИЯ В УСЛОВИЯХ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
Аэроионизация - один из факторов физической природы, роль и значение которого особенно интенсивно изучались в середине прошлого столетия. Научные исследования в этой области осуществлялись в различных направлениях. Так, оценивалось содержание аэроионов в многообразных природных условиях (южные, средние и северные широты, горы, берег океана), в воздухе городов и сельской местности, в жилье и на производстве. Осуществлялись попытки определения биологической значимости аэроионов, выяснения эффективности сеансов вдыхания повышенного числа аэроионов при аэроионотерапии различных форм заболеваний.
В результате многочисленных исследований в этой области, не всегда корректных ввиду слабости измерительной базы и методического обеспечения, накоплен значительный объем весьма противоре- чивых сведений. Для того чтобы как-то разобраться в полученном материале, следует, в первую очередь, рассмотреть физическую основу этого явления.
Под воздействием ионизатора молекула газа в атмосферном воздухе (чаще кислорода) теряет электрон с наружной оболочки атома, который может оседать на другом атоме (молекуле). В результате воз- никают два иона, несущие по одному элементарному заряду - положительный и отрицательный. Присоединение к образовавшимся двум ионам нескольких нейтральных молекул дает начало легким ионам. Адсорбция ионов на ядрах конденсации (пыль, микроорганизмы и др.) ведет к образованию тяжелых аэроионов (табл. 6.1).
Источниками ионизации воздуха являются: излучение радиоактивных веществ, распространенных повсеместно, космическое излучение и прочие ионизаторы (электрические разряды в атмосфере, фотоэлектрический эффект, процесс горения и т.д.). Последняя группа источников в обычных условиях (вне производства) играет незначительную роль.
В приземном слое атмосферы под влиянием космического излучения и излучения радионуклидов возникает 8,7?0,4 пар ионов/(см3-с)
Таблица 6.1. Классификация ионов в зависимости от их подвижности в электрическом поле
Наименование ионов | Подвижность (см/с) в электрическом поле напряженностью 1 В/см2 | Размеры (радиус), мкм |
Первичные легкие (малые) | 1,0 | 6,6?10-2 |
Вторичные малые, промежуточные (средние) | 1,0-0,01 | 6,6?10-2<γ<78?10-2 |
Большие промежуточные (средние) | 0,01-0,001 | 78?10-2<γ<250?10-2 |
Ионы Ланжевена (тяжелые) | 0,001-0,00025 | 250?10-2<γ<270?10-2 |
Ультратяжелые | Менее 0,00025 | 270?10-2<γ<570?10-2 |
(за счет космического излучения - около 2 пар). Несмотря на то что ионообразование является непрерывным процессом, число ионов не растет безгранично, так как наряду с этим процессом наблюдается ионоуничтожение за счет рекомбинации, диффузии и адсорбции. Последний процесс, происходящий за счет оседания ионов на ядрах конденсации в воздухе («потеря подвижности ионов»), является главным в исчезновении легких ионов. Исчезновение легких ионов протекает по экспоненциальному закону:
Вследствие того, что в воздухе постоянно идут ионообразование и ионоуничтожение, возникает состояние равновесия между двумя процессами. Это равновесие описывается формулой Швейдлера:
Из формулы видно, что число тяжелых аэроионов находится в прямой зависимости от интенсивности ионообразования и числа ядер конденсации.
В курортных зонах с высокой степенью чистоты воздуха (с малой «константой исчезновения») и, возможно, большей интенсивностью ионообразования в отдельных случаях (в горных зонах гранитные образования с относительно большим содержанием радия выходят на поверхность) равновесный уровень всегда выше по сравнению с воздушной средой городов, расположенных в средних широтах (1500-2000 ионов/см3 в горах и 500-700 ионов/см3 в городах).
Важно подчеркнуть, что в зданиях, построенных из дерева, число легких ионов в воздухе при равных показателях его чистоты со зданиями, построенными из кирпича и бетона, всегда меньше, так как интенсивность ионообразования за счет γ-фона в них гораздо ниже ввиду малого содержания в дереве природных радионуклидов по сравнению с кирпичом и бетоном. В связи с этим рассматривать число легких ионов в воздухе в качестве косвенного показателя его
чистоты неправомочно. По этой же причине невозможно разработать гигиенический норматив (косвенный показатель степени чистоты) по числу тяжелых аэроионов. Для этой цели более подходит «константа исчезновения» легких аэроионов.
При гигиенической характеристике содержания аэроионов используется так называемый коэффициент униполярности - отно- шение числа легких ионов с отрицательным зарядом к их числу с зарядом положительным. Мнения о его гигиенической роли весьма противоречивы.
Фильтрация воздуха через высокоэффективные фильтры приводит к потере легких ионов, но нарушенное равновесное состояние за счет природного радиационного фона восстанавливается за несколько минут.
Что касается высокой биологической роли легких ионов (как «витамина жизни» - по Чижевскому А.Л.), то она не имеет достоверных доказательств. Результаты многочисленных исследований А.Л. Чижевского на животных, гибнувших в атмосфере «дезионизированного воздуха», не получили своего подтверждения в экспериментах, в которых необходимая кратность воздухообмена в камерах постоянного пребывания рассчитывалась, исходя из возможного опасного для жизни животных накопления углекислоты.
Вопрос об искусственной аэроионизации закрытых помещений как средства для оздоровительно-профилактического воздействия с целью улучшения самочувствия и повышения умственной и физи- ческой работоспособностей остается открытым до тех пор, пока не будут получены достоверные данные, подтверждающие эффективное применение этого фактора в различных условиях. Опубликованные к настоящему времени материалы по этому вопросу чрезвычайно противоречивы.
Сеансы искусственной аэроионизации используются для лечения ряда заболеваний (бронхиальная астма без явлений легочно-сердечной недостаточности в фазе ремиссии, гипертоническая болезнь А стадий, вяло заживающие язвы и др.). Противопоказаниями к применению аэроионизации являются тяжело протекающая бронхиальная астма, эмфизема легких, сердечная недостаточность II Б - III стадий, активная форма туберкулеза и др.
Аэроионизация применяется в аэрозольтерапии для придания аэрозолям лекарственных препаратов заряда с целью повышения эффективности их проникновения и задержки в системе дыхания
(в ряде экспериментов показана большая степень задержки заряженных пылевых частиц в органах дыхания). Для этой цели применяют аэрозольгенераторы различных конструкций.
В условиях профессиональной деятельности довольно часто производственный процесс становится ведущим в генерировании аэроионов. Так, например, в процедурном кабинете ангиографии при проведении скопического исследования уровни содержания положительных и отрицательных аэроионов в зоне дыхания могут достигать 100 тыс. и более в 1 см3. При сварочных работах (газовая и электродуговая сварки) число тяжелых аэроионов в зоне дыхания сварщика может достигать 60 тыс. и более в 1 см3. Применение лазерного и жесткого ультрафиолетового излучений способствует интенсивному ионообразованию в помещениях. Процессы горения, плавки металла, шлифовки и заточки материалов сопровождаются появлением большого числа аэроионов с разной подвижностью.
В отдельных случаях искусственная аэроионизация используется в производственных условиях для улучшения качества продукции и повышения производительности труда. Так, например, в текстильной промышленности - для снятия электростатического заряда с нитей искусственного (полимерного) волокна. При этом в зоне дыхания работающих число отрицательно заряженных аэроионов в течение смены может достигать десятков тысяч в 1 см3.
Напротив, в отдельных случаях при наличии электромагнитных полей и электростатического электричества, например, в помеще- ниях с персональными компьютерами, мониторами, концентрация аэроионов как отрицательной, так и положительной полярностей может не превышать 100 легких ионов в 1 см3.
В настоящее время ныне действующие санитарно-эпидемиологические нормы и правила (СанПиН 2.2.4.1294-03) «Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных зданий» носят рекомендательный характер.