К физическим факторам воздуха относят: температуру (Т), влажность, атмосферное давление, скорость движения воздуха, ионизацию и солнечную радиацию.

Физические факторы обладают динамичностью (изменяются) и действуют на организм комплексно.

Температура (Т), влажность, атмосферное давление и скорость движения составляют метеорологические факторы воздуха. Измерение их физических параметров осуществляется специальными приборами: температура – с помощью термометра, влажности - психрометра и гигрометра, скорости воздуха – анемометра (в атмосфере) и кататермометра – в жилище, атмосферного давления – барометром.

Гигиеническая оценка метеорологических факторов проводится по степени их воздействия на организм, для этого используются показатели:

-  температурная реакция – изменения Т кожи лба (норма - 33-34^оС) и кистей рук (30-31^оС), величиной испарения пота (изменение веса), частота пульса, дыхания, АД.  

 - субъективными ощущениями человека, например, на температурные изменения - по 5-бальной шкале: холодно, прохладно, хорошо, тепло, жарко; на свет - яркость, блескость.

А) Температура воздуха зависит от времени года, климата, времени суток, солнечного свечения и подстилающей поверхности земли (колебания +60 в Африке, -90 в Антарктиде). Нагрев воздуха происходит от теплоотдачи почвы, поглощающей солнечные лучи. Нагретый воздух поднимается вверх, уступая место холодному, – это перемещение называется конвекцией - она способствует перемещению воздушных масс и равномерному прогреву приземных слоев атмосферы.

Гигиеническое значение температуры: ее влияние на теплообмен организма. Значение имеют абсолютные величины температуры воздуха и амплитуды ее колебаний. У человека тепло образуется в результате окислительных процессов в клетках и нормальное существование его возможно при постоянной температуре тела, что осуществляется терморегуляцией. Благодаря механизму терморегуляции с окружающей средой, организм поддерживает тепловой баланс (даже при колебаниях Т воздуха).

При обычных условиях человек в среднем теряет в сутки около 2400-2700 ккал.

В нормальных, т.е. комфортных, условиях человек теряет 10-5% тепла - на нагревание пищи и воздуха и 90-95% тепла через кожу, из них:

    - Излучение к более холодным предметам- 45 % . Потери излучением зависят от разницы Т кожи и окружающих предметов - стен, потолков, полов.

- Теплопроведение- конвекция (нагревание слоёв воздуха, прилегающих к телу)- 30 %. Потери проведением происходят при нагревании окружающего воздуха –конвекцией или через соприкасающиеся предметы (сидение на камне) – кондукцией.

- Испарение пота - 25 %. При испарении 1г пота теряется около 0,5 ккал. При комнатной Т с поверхности кожи испаряется 0,5 л пота в сутки, т.е. почти 300 ккал.

При повышении Т воздуха, стен и предметов уменьшается отдача тепла проведением и излучением, а увеличивается испарением. При низкой Т воздуха наоборот.

Наиболее благоприятна для самочувствия человека Т– 18-22 ^оС (для мужчин – 20 ^оС, для женщин – 22^оС) и амплитуда ее колебаний – 2-4^оС в течение дня.

Влияние высокой Т:

- отриц. на ЦНС (падает внимание, нарушается координация, замедляется ответная реакция)

- снижение иммунологической активности организма

- перегревание может привести к тепловому удару (выс. Т, повышенная влажность, тяжёлый труд)

- нарушение деятельности ЖКТ и др.

Влияние низкой Т:

- понижение Т кожи и общее охлаждение

- снижение чувствительности кожи и обморожение

- изменение ЦНС (наркотическое действие холода)-сонливость, снижение реакции на боль….

- общее охлаждение ведёт к развитию простудных заболеваний.

Б) Влажность воздуха - это количество водяных паров в воздухе. Зависит от климата, сезона года и близости водных бассейнов.

 Степень влажности воздуха бывает:

-Абсолютная влажность – количество водяных паров в граммах в 1 м³ воздуха при данной температуре.

-Максимальная – сколько максимально может содержаться в воздухе водяных паров при данной температуре, измеряется в г на м³.

-Относительная – это отношение абсолютной влажности к максимальной, измеряется в % (т.е. % насыщение воздуха водяными парами).

Оптимальные параметры для здоровья относительной влажности - 40-60%, допустимые -30-70%

 Гигиеническое значение влажности –влияние на потоотделение человека, которое, воздействуя на температуру тела, сохраняет ее постоянство. С повышением влажности – в тепле человеку становится жарко, на холоде – холодно.

При низкой влажности воздуха (15-10%) происходит интенсивное обезвоживание организма. Ощущается повышенная жажда, сухость слизистых оболочек дыхательных путей, появление трещин на них с последующими воспалительными явлениями и т. д.

 Высокая Т переносится лучше при сухом воздухе.

В) Атмосферное давление – это давление атмосферного столба воздуха в результате земного притяжения. На уровне моря давление постоянно: на 1 см² – 1,033 кг или 760 мм ртутного столба (есть м\Бар и кПа).

Гигиеническое значение атмосферного давления – в поддержании артериального давления (АД). Для здорового человека эти изменения незаметны, а для больного чувствительны: об изменениях давления сигнализирует самочувствие.

При повышении давления увеличивается парциальное давление кислорода (% его остается тем же):

- урежается пульс и частота дыхания, уменьшается максимальное АД и повышается минимальное АД, возрастает жизненная емкость легких, понижается кожная чувствительность и слух, появляется ощущение сухости во рту;

 При искусственном повышении давления (у водолазов, рудники, метро) увеличивается растворение атмосферного азота в жирах, нервной ткани и подкожной клетчатке, откуда при декомпрессии медленно выходит. При быстром подъеме водолаза с глубины азот закипает и закупоривает мелкие сосуда мозга (кессонная болезнь), от чего наступает смерть, что требует медленного извлечения его с глубин. Но даже при обычных режимах работы водолазам не удается избежать эмболии азотом сосудов – у них болят суставы и часты кровоизлияния.

Понижение давления (лётчики, альпинисты, горы).

С увеличением высоты атмосферное давление снижается (примерно на 1 мм. рт. ст. на каждые 10 м высоты). На высоте 6 км атмосферное давление вдвое ниже, чем на уровне моря, а на высоте 16 км —в 10 раз.

Пониженное давление вызывает снижение парциального давления кислорода, а при подъеме в горы и снижение его концентрации. Наступают симптомы «высотной болезни»: одышка, головокружение, тошнота, носовые кровотечения, повышение максимального АД и понижение минимального АД, апатия, депрессия; действует выходящий в кровь растворенный азот в виде болей в суставах и зуда.

В городе атмосферное давление ниже, чем за городом. Это определяет проявление симптомов « высотной болезни » у переезжающих в город с дачи или с сельской местности.

Г) Движение воздуха - определяется скоростью его движения и направлением ветра. Скорость ветра измеряется в м/сек.

  Хорошее самочувствие при перемещении воздуха со скоростью 0,1-0,3 м/сек – это норма для жилых помещений (производство и горячий цех 1-1,5 м/сек). При повышении скорости воздуха до 0,5 м/сек возникает: резь в глазах, слезотечение, сухость слизистых оболочек, затруднение носового дыхания.

Скорость движения воздуха в атмосфере может колебаться от полного штиля до ураганов (свыше 29 м/с). Наиболее благоприятный ветер летом 1-5 м/сек

 Гигиеническое значение движения воздуха

 - способствует вентиляции жилых кварталов и зданий. Важное значение имеет направление ветра: дует он в жилой квартал с завода или наоборот. Это учитывается в проектировании населенных мест. Направление ветра определяется страной света, откуда он движется, и называется румбом.

- самоочищению атмосферы от загрязнения (перемешивание, разбавление).

- терморегуляции организма (движение увеличивает отдачу тепла за счёт конвекции и потоиспарения). Чем больше будет скорость движения воздуха, тем быстрее при данной температуре будет происходить теплоотдача.

Д) Ионизация воздуха образуется под влиянием электрических разрядов, радиоактивных элементов, УФ- и космических лучей. В чистом воздухе преобладают легкие отрицательные (-) ионы, в загрязненном – тяжелые и легкие положительные (+).

Число ионов, образующихся в 1см3 газа в единицу времени, называется интенсивностью ионизации.

Загрязненный воздух городов менее ионизирован, чем в сельской местности и курортной зоне (2000-3000 лёгких- ионов в 1см3, а город 200-300).

 В жилище отрицательные ионы поступают с улицы, причем уже в проеме окна они составляют лишь 20% уличной концентрации. В многоэтажных домах они активно поглощаются бетоном стен, пылью, СО₂, влагой. При этом возрастает число положительных. Человеку душно, кажется «мало воздуха», а в действительности – мало отрицательных ионов. Поэтому уровень ионизации жилища является показателем чистоты воздуха.

Гигиеническая роль отрицательных ионов:

- эритроциты лучше поглощают и отдают кислород, лучше идут обменные процессы в тканях, улучшается умственная работа, повышается работоспособность. Поэтому в жилищах используются ионизаторы воздуха типа лампы Чижевского. В лечебных целях ионизация воздуха используется для лечения гипертонии и бронхиальной астмы. Поэтому для ЗОЖ людям целесообразно чаще бывать на свежем воздухе, а не отсиживаться в квартире.

Е) Солнечная радиация. Солнцу– это источник тепла и света. Солнечный свет – это поток электромагнитных колебаний, который, проходя через атмосферу Земли, частично поглощается, рассеивается и только 43% достигает почвы. Солнечный свет действует на организм частями своего спектра.

- Видимая часть (40%) оказывает общебиологическое действие на организм, на орган зрения, ЦНС и через нее на все органы. Но разные участки видимого света действуют по разному: красные лучи – возбуждают; желтые, зеленые – успокаивают; фиолетовые – угнетают. При недостатке света ухудшается зрение (острота и быстрота различения). Большая яркость – слепит и утомляет, а при продолжительном воздействии (снег) вызывает воспаление сетчатки.

- Невидимая часть света: инфракрасная (59%) и ультрафиолетовая (1%) - очень биологически активны.

Инфракрасная радиация делится на 1) длинноволновую и 2) коротковолновую.    

 -Длинноволновая поглощается поверхностным слоем кожи и вызывает быстрое прогревание ее, ощущается жжение.

-Коротковолновая не ощущается и проникает в глубокие слои кожи, вызывая ожоги и общий перегрев организма. На производстве коротковолновая радиация вызывает изменения роговицы глаза вплоть до катаракты. В полдень преобладает коротковолновая радиация, поэтому загорать в это время опасно.

Тепловое и болеутоляющее действие ИФ радиации используют в медицине при воспалительных процессах (ИК-ванна -общее облучение, Лампа Соллюкс и Минина –местное).

   - УФ лучи обладают наибольшей биологической активностью.

-   под их воздействием повышается обмен веществ, иммунитет, работоспособность.

- оказывают противорахитическое действие, т.к. под их влиянием в коже синтезируется витамин Д, улучшающий обмен кальция и кроветворение, стойкость капилляров. Без УФЛ у детей возникает рахит, а у взрослых – остеопороз: обеднение костей кальцием, приводящее к их ломкости, разрушаются зубы (кариес). Это состояние называется «световым голоданием» - часто оно профессионального происхождения: у шахтеров, у лиц, командированных на Север, а также у людей, мало бывающих на свежем воздухе.

 Профилактика гиповитаминоза Д: пребывание на солнце, облучение УФЛ-лампами, прием кальциферола.

- УФЛ еще обладают бактерицидным действием – убивают микробов, что используется в медицине для их уничтожения с помощью УФЛ-ламп.

 - УФЛ вредно действуют на глаза- воспаление (фотофтальмию) - профессиональное заболевание сварщиков, а также у альпинистов, жителей горных и арктических районов. Профилактика: использование защитных щитков, черных очков и др.        Стекла окон ослабляют УФЛ, поэтому их надо чаще мыть от пыли.