Атмосфера регулирует климат Земли, в атмосфере происходят многие явления. Атмосфера пропускает тепловое излучение, сохраняет тепло, является источником влаги, средой распространения звука, источником кислородного дыхания. Атмосфера является средой, которая воспринимает газообразные продукты обмена веществ, оказывает влияние на процессы теплообмена и теплорегуляции. Резкое изменение качества воздушной среды может отрицательно сказаться на здоровье населения, заболеваемости, рождаемости, физическом развитии, показателях работоспособности и т. д.
Химический состав воздуха
Воздушная сфера, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов.
Сухой атмосферный воздух содержит 20,95 % кислорода, 78,09 % азота, 0,03 % диоксида углерода. Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары. Кроме постоянных составных частей атмосферы, в ней содержатся разнообразные загрязнения, вносимые в атмосферу производственной деятельностью человека.
Кислород — важнейшая составная часть атмосферного воздуха (примерно 21%). Организм человека очень чувствителен к недостатку кислорода. Уменьшение его содержания в воздухе до 17% приводит к учащению пульса, дыхания. При концентрации кислорода 11-13% отмечается выраженная кислородная недостаточность, ведущая к резкому снижению работоспособности. Содержание в воздухе 7—8% кислорода несовместимо с жизнью.
Азот — главная составная часть атмосферного воздуха, составляющая примерно 78% его объема. Он играет важную биологическую роль, участвуя в круговороте азотистых веществ, Кроме того, азот служит разбавителем кислорода, так как жизнь в чистом кислороде невозможна.
Углекислый газ, или диокись углерода, присутствует в атмосферном воздухе в небольшом количестве(0,03%). Процессы жизнедеятельности живых организмов, процессы горения, гниения, брожения сопровождаются его выделением. Однако, несмотря на многочисленные источники образования углекислого газа, значительного его увеличения в атмосферном воздухе не происходит. Это объясняется тем, что углекислый газ усваивается растениями, причем углерод участвует в построении органических веществ, а кислород снова поступает в атмосферу В воздухе промышленных городов содержание углекислого газа несколько больше, чем в воздухе загородной местности, что объясняется поступлением его с дымовыми газами промышленных предприятий и коммунальных объектов, с выхлопными газами автотранспорта и т.п. Углекислый газ является физиологическим возбудителем дыхательного центра, поэтому увеличение его содержания (свыше 4%) вызывает учащение дыхания. Другие инертные газы не участвуют ни в каких реакциях и в тех концентрациях, в которых их обнаруживают в атмосфере, не оказывают неблагоприятного действия на человека.
В числе непостоянных природных примесей к атмосферному воздуху — аммиак, который поступает в воздух в результате процессов распада азотистых органических веществ, и сероводород, попадающий в воздух в результате гниения белковых веществ, в состав которых входит сера, а также водяные пары и пыль.
Важной составной частью атмосферного воздуха является кислород, количество которого в земной атмосфере составляет около 1,18 × 1015 т. Постоянное содержание кислорода поддерживается за счет непрерывных процессов обмена его в природе. Кислород потребляется при дыхании человека и животных, расходуется на поддержание процессов горения и окисления, а поступает в атмосферу за счет процессов фотосинтеза растений. Наземные растения и фитопланктон океанов полностью восстанавливают естественную убыль кислорода. Они ежегодно выбрасывают в атмосферу 0,5 × 106 млн т кислорода. Источником образования кислорода является также фотохимическое разложение водяных паров в верхних слоях атмосферы под влиянием УФ-излучения Солнца. Этот процесс играл главную роль в генерации кислорода до возникновения жизни на Земле. В дальнейшем основная роль в этом отношении перешла к растениям.
В результате интенсивного перемешивания воздушных масс концентрация кислорода в воздухе промышленных городов и сельских населенных мест остается практически постоянной.
ИЗА - комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей, представляющий собой сумму концентраций выбранных загрязняющих веществ в долях ПДК (в соответствии с РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы).
Загрязнения воздуха в помещениях принято разделять на два типа: химические и микробиологические. В настоящее время известно около 1000 химических и биологических видов загрязнений, обнаруженных в воздухе помещений. Воздух застаивается в помещении, где постоянно возрастает концентрация вредных для здоровья веществ из-за использования различных строительных и отделочных материалов, конструкционных и обивочных материалов мебели, полимеров, бытовой химии, пластмасс, а также множества различных электронных устройств. Но не стоит забывать, что из этого следуют заболевания разной степени тяжести, такие как астма, аллергия, постоянные головные боли, стресс, быстрая утомляемость, нарушения мозговой деятельности, может развиться также и онкологическая патология.
основным косвенным показателем загрязненности воздух жилых помещений служит углекислый газ (точнее его концентрация в воздухе).
При нахождении в помещении людей концентрация углекислого газа постепенно увеличивается, так как выдыхаемый воздух содержит повышенное его количество.
Концентрация^ углекислого газа выражается в процентах (%) и промилях (Л°). 1 промиля (1 Л») - это количество мл газа в 1 л воздуха.
Как известно, концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе составляет приблизительно 0.04 %
ПДК углекислого газа в воздухе жилых помещений равна:
-0.7 % - для "чистых" помещений {больничных) - операционных, палат, перевязочных и тд.
-0.1 % -для обычных жилых помещений.
Нормирование содержания углекислого газа в воздухе связано с тем, что при увеличении его концентрации он оказывает неблагоприятное действие на человека. Так, при возрастании концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 2 % и более он оказывает токсическое действие, при концентрации - 3-4 % - сильное токсическое действие, а концентрация 7-8 % является летальной.
При пребывании в помещении людей количество углекислого газа увеличивается. Один человек вьделяет приблизительно 22.6 л углекислого газа в час.
Каждый литр подаваемого в помещение воздуха содержит 0.4 %° углекислого газа, то есть каждый литр этого воздуха содержит 0.4 мл углекислого газа и таким образом может еще "принять" 0.3 мл (0.7 - 0.4) для чистых помещений (до 0.7 мл в литре или 0.7 /~ ) и 0.6 мл (1 - 0.4) для обычных помещений (до 1 мл в литре или 1 /~ ).
Так как каждый час 1 человек выделяет 22.6 л (22600 мл) углекислого газа, а каждый литр подаваемого воздуха может "принять" указанное выше число мл углекислого газа, то количество литров воздуха, которое необходимо подать в помещение на 1 человека в час составляет
+(палаты, операционные) - 22600 / 0.3 = 75000 л = 75 м3 . То есть, 75 м3 воздуха на каждого человека в час должно поступить в помещение для того чтобы концентрация углекислого газа в нем не превысила 0.7%
Источники загрязнения АВ
Автомобильный транспорт
Выхлопные газы автомобилей: угарный газ (СО), оксид азота (NO),диоксидазота (NO2), сажа, углеводороды (в том числе канцерогенные), соединения серы, свинца.
Производство электрической и тепловой энергии на тепловых электростанциях, основанное на сжигании органических топлив
Дым, который может содержать: угарный газ (СО), сажу, диоксидсеры(SO2), летучую золу, смолистые вещества и др
Черная металлургия
Пыль (железо, кремнезем, фосфор, сера, оксиды алюминия), диоксид серы (SO2), угарный газ (СО).
Цветная металлургия
Пыль (свинец, оксиды мышьяка, олово, сурьма, медь, цинк и тд.), газы (сернистый газ - диоксид серы SO?)
Угольная промышленность
Сернистый газ (SO2), угарный газ.(СО), продукты возгонки смолистых веществ.
Добыча нефти и ее переработка
Углеводороды, сероводород, дурно пахнущие газы.
Химическая промышленность
Источниками загрязнения воздуха в жилых помещениях служат отделочные материалы, которые мы используем при ремонте. Виниловые обои на стенах, линолеум, покрывающий пол, паркетный лак, масляная краска, потолочные пенополистирольные панели – всё это превращает квартиру в настоящую газовую камеру. Эти материалы могут стать очень опасными источниками загрязнения воздуха в помещении, т.к. выделяют фенол, формальдегид, эфиры карбоновых кислот.
Влияние загрязнения атмосферного воздуха на санитарные условия жизни населения. Загрязнение атмосферного воздуха ухудшает санитарные условия жизни населения, что проявляется в снижении прозрачности атмосферы, уменьшении естественной освещенности, туманообразовании. Частота 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. Атмосферные загрязнения неблагоприятно воздействуют и на растительность. Наиболее вредны пыль, диоксид углерода и сернистый газ. Они вызывают нарушение процессов жизнедеятельности растений и в конечном итоге их гибель. В связи с большой адсорбирующей поверхностью и медленной сменой хвои токсическому воздействию наиболее подвержены ель и сосна. Плодовые деревья также малоустойчивы в городской среде. Лиственные деревья легче переносят влияние токсических агентов атмосферного воздуха. Гибель растений приносит ощутимый экономический ущерб, он усугубляется потерей с выбросами ценных веществ, разрушением бетонных конструкций, ускорением коррозии металлических покрытий и ограждений. Загрязнение воздуха оказывает неблагоприятное эстетическое воздействие, население жалуется на быстрое загрязнение стекол, мебели, разрушение занавесок, гибель комнатных растений, неприятные запахи, невозможность проветривания жилищ и т.д. Таким образом, загрязнение атмосферного воздуха стало проблемой века, и только проведение квалифицированных санитарно-гигиенических и законодательных мероприятий сможет освободить человечество от вредного воздействия загрязнения атмосферного воздуха.
Мероприятия по охране атмосферного воздуха:
Планировка городов и мероприятия по их благоустройству (жилые и промышленные районы, защитная роль зеленых насаждений).
Для борьбы с почвенной пылью — благоустройство населенных пунктов (улицы и площади должны иметь гладкое покрытие, все свободные территории озеленяются).
Для улавливания золы и пыли на промышленных предприятиях, электростанциях устанавливаются очистные сооружения.
Создание новой промышленной технологии без выбросов в атмосферу.
10) Физиологическое, санитарно-бытовое значение воды. Роль воды в распространении инфекционных и паразитарных заболеваний. Заболевания, связанные с употреблением воды, содержащей химические примеси природного и антропогенного происхождения.
Физиологическое значение воды.
Пластическая, структурная роль - вода участвует в построении всех без исключения тканей, даже наиболее плотных; достаточно отметить, что организм взрослого человека состоит на 63-65 % из воды.
Каталитическая роль - несмотря на простую химическую формулу, вода является высокоэффективным катализатором жизненно необходимых реакций в организме, обеспечивающих процессы метаболизма.
Вода – универсальный растворитель - растворение газообразных, жидких и твердых веществ в организме; практически все указанные вещества не могут реализовать свою роль в жизнедеятельности человека в нерастворенном состоянии.
Вода - один из основных факторов поддержания нормального осмотического давления в крови и тканях - осмотическое давление в крови является одним из основных факторов гомеостаза, так называемой «жесткой» константой, даже незначительные изменения которой способны привести к самым тяжелым последствиям.
Вода - один из факторов обеспечения кислотно-щелочного равновесия в организме - это также один из важнейших показателей гомеостаза, изменение которого чревато губительными последствиями.
Вода - необходимое условие всасывания пищевых компонентов в кишечнике – всасывание пищевых компонентов представляется возможным только в жидкой фазе.
Вода - непременный участник всех метаболических и энергетических процессов - все, в том числе самые тонкие биохимические и энергетические процессы в организме происходят в жидкой фазе, а это условие обеспечивает именно вода; интересно отметить для демонстрации данного положения, что при «сгорании» 100 г жира в организме образуется 107 г воды.
Водный фактор – обязательный элемент процессов анаболизма и катаболизма - без участия воды невозможны и процессы катаболизма; вода выводится через почки – 1,5 л в сутки, через легкие – 0,4 л, кишечник - 0,2 л, кожу – 0,5 л (указанные величины могут изменяться в значительной степени в зависимости от конкретных условий – климато-погодных, производственных и т. д.
Гигиеническое значение воды:
Формирование состава и характеристик других элементов биосферы.
Обеспечение плодородия почвы.
Эффективный оздоровительный (рекреационный) фактор.
Поддержание чистоты тела, жилищ, общественных зданий, территорий.
Обезвреживание сточных вод.
Вода как фактор распространения инфекционных заболеваний:
Водным путем могут передаваться возбудители многих заболеваний, наиболее часто — кишечных инфекций (холеры, брюшного тифа, паратифа, дизентерии). Установлена роль водного фактора в распространении вирусов — возбудителей инфекционного гепатита, полиомиелита, энтеровирусов (болезнь Коксаки А и В) ив меньшей степени аденовирусов (бассейновые конъюнктивиты).
Немаловажную роль играет водный фактор в распространении некоторых зоонозов — желтушного лептоспироза (болезнь Васильева—Вейля) и безжелтушного лептоспироза (водная лихорадка), туляремии.
Водный фактор играет большую роль в передаче гельминтов, которые делятся на две группы: 1) биогельминты, развивающиеся с участием промежуточных хозяев (широкий лентец, бычий и свиной цепень и др.); 2) геогельминты, промежуточные стадии которых (аскариды, власоглавы, острицы, анкилостомы) развиваются во внешней среде: воде, почве, на различных предметах.
Заболевания, связанные с употреблением воды, содержащей химические примеси.
Одной из распространенных эндемий является уровская болезнь, или болезнь Кашина - Бека. Это заболевание впервые обнаружено и описано в 1850-х гг. и эндемично для горно-таежных, болотистых районов.
Название уровская болезнь получила по наименованию реки Урова, притока Аргуни, впадающей в Амур. Впервые была описана врачом Н. И. Кашиным в 1856 г. и в начале 1900-х гг. Е. В. Беком. Ее основной очаг расположен в Забайкалье по долине рек Уро-ва, Урюмкан, Зея на территории Читинской области, отчасти - в Иркутской и Амурской областях. Кроме того, уровская болезнь широко распространена в Северной Корее и Северном Китае; обнаружена в Швеции.
Уровская болезнь развивается преимущественно в детском возрасте 6-15 лет, реже в 25 лет и старше. Процесс развивается медленно, поражается преимущественно костно-суставная система. Наиболее ранним и основным признаком является короткопалость рук с симметрично деформированными и утолщенными суставами. Население и большинство исследователей связывают уровскую болезнь с водным фактором.
В возникновении этой патологии придавали значение повышенной радиоактивности воды, наличию в ней солей, тяжелых металлов (свинца, кадмия, коллоидного золота), поскольку эндемические очаги были в местах рудных полиметаллических месторождений. Имела место и инфекционная теория возникновения уровской болезни. Это теория самого доктора Бека, описавшего ее. Однако она также не подтвердилась, так как выделить специфический микроорганизм не удалось. В настоящее время большинство исследователей придерживается алиментарно-токсической теории возникновения уровской болезни. Одним из этиологических моментов считается использование воды слабой минерализации, с малым содержанием кальция, но высоким содержанием стронция. Считается, что стронций, находясь в конкурентных с кальцием отношениях, вытесняет кальций из костей. Таким образом, водный фактор, не являясь основной причиной возникновения уровской болезни, рассматривается как существенное условие возникновения ее эндемических очагов.
Нитратно-нитритная метгемоглобинемия. До 1950-х гг. нитраты питьевых вод рассматривались как санитарный показатель, характеризующий конечный продукт минерализации органических загрязнений. В настоящее время нитраты питьевых вод рассматриваются и как токсикологический фактор. Впервые о токсической роли нитратов в питьевой воде высказал предположение в 1945 г. профессор Х. Комли. Однако способность нитратов вызывать мет-гемоглобинемию была известна задолго до Х. Комли. Еще в середине прошлого столетия (в 1868 г.) Гемджи удалось доказать, что добавление амилнитрата к крови ведет к образованию метгемо-глобина. Х. Комли впервые пришел к выводу о том, что метгемоглобинемия может быть обусловлена употреблением воды с высокой концентрацией нитратов. С этого сообщения практически началось изучение нитратов питьевой воды как фактора заболеваемости населения. За период с 1945 по 1950 г. Ассоциацией здравоохранения США было зарегистрировано 278 случаев метгемоглобинемии среди детей с 39 смертельными исходами, причиной которых было употребление воды с большим содержанием нитратов. Затем подобные сообщения появились во Франции, Англии, Голландии, Венгрии, Чехословакии и других странах. В 1962 г. Г. Горн и Р. Пржиборовский сообщили о регистрации в ГДР 316 случаев метгемоглобинемии с 29 смертельными исходами.
У здорового человека в крови всегда имеется небольшое количество метгемоглобина (0,5-1,5 %). Этот "физиологический" метгемоглобин играет в организме очень важную роль, связывая токсические вещества типа сульфидов, а также образующиеся в процессе метаболизма цианистые соединения. Однако у взрослого здорового человека образующийся метгемоглобин постоянно восстанавливается в гемоглобин ферментом метгемоглобинредуктазой. Метгемоглобинемией называется такое состояние организма, когда содержание метгемоглобина в крови превышает норму - 1,5 %. Метгемоглобин (или гемиглобин) образуется из гемоглобина в результате истинного окисления. Сам гемоглобин состоит из двух частей: гемма (представляет собой ферропорфирины, т. е. порфирины, соединенные с железом) и глобина.
Сущность заболевания сводится к тому, что большая или меньшая часть гемоглобина заболевшего ребенка переводится в метгемоглобин. Нарушается доставка кислорода тканям, вызывая ту или иную степень кислородного голодания.
Уровень метгемоглобина, превышающий 10 %, является для организма критическим и вызывает снижение оксигенации артериальной и венозной крови, глубокое нарушение внутреннего дыхания с накоплением молочной кислоты, появление цианоза, тахикардии, психического возбуждения, сменяющегося комой.
Методы улучшения качества питьевой воды, преимущества и недостатки.
-осветление, обесцвечивание и обеззараживание. Осветление и обесцвечивание воды достигаются с помощью коагуляции, отстаивания и фильтрации. Для обеззараживания воды применяют химические (хлорирование, озонирование) и физические (кипячение, УФ - облучение) методы.
Осветление и обесцвечивание воды заключается в освобождении ее от веществ, обусловливающих мутность и цветность. Это достигается методами отстаивания, фильтрования через пористые материалы и коагулирования. Очень часто эти методы применяются в комбинации друг с другом. Например, отстаивание с фильтрованием или коагулирование с отстаиванием и фильтрованием.