В состав сухого атмосферного воздуха входит азот (78 %), кислород (21 %), углекислый газ (0,03 %), аргон и другие газы. В состав воздуха, кроме того, входят водяные пары, пыль и другие примеси.

Кислород необходим для поддержания жизнедеятельности человека. При дыхании поступающая в легкие венозная кровь освобождается от углекислоты и обогащается кислородом. В процессе движения по телу кровь отдает тканям кислород и отбирает образовавшуюся в них углекислоту. Газообмен происходит нормально при давлениях близких к атмосферному. Азот − газ физиологически безвредный. Углекислый газ слабо ядовит, но опасен тем, что, замещая кислород, уменьшает его содержание в воздушной среде.

Небольшие отклонения в содержании указанных газов и, в первую очередь, уменьшение концентрации кислорода и увеличение содержания углекислоты снижают работоспособность, а при значительных отклонениях от нормы атмосфера становится опасной для жизни человека.

Атмосферный воздух вокруг человека постоянно загрязняется. Эти загрязнения представляют собой примеси различных ядовитых и неядовитых газов и пыль различного происхождения. К ядовитым газовым примесям атмосферного воздуха относятся: оксид углерода (угарный газ), сероводород, аммиак, выхлопные газы и др.

Оксид углерода (СО), образующийся при неполном сгорании топлива, опасен тем, что он соединяется с гемоглобином крови в 250−300 раз энергичнее кислорода. Кровь, насыщенная оксидом углерода, перестает усваивать кислород, и человек погибает от его недостатка. Слабые признаки отравления появляются уже после пребывания в течение нескольких часов в атмосфере, содержащей 0,016 % по объему угарного газа. При содержании угарного газа в 10 раз больше этой величины отравление наступает через 1 ч, а концентрация, равная 0,4 %, смертельно опасна даже при кратковременном пребывании.

Сероводород (H₂S) вызывает нарушение внутритканевого дыхания: ткани перестают усваивать кислород. При вдыхании воздуха с содержанием сероводорода более 0,06−0,07 % возникает отек легких. При содержании более 0,08% человек теряет сознание и может наступить смерть от паралича дыхания. При малых концентрациях (0,02 %) уже через 5−10 мин появляется жгучая боль слизистых оболочек глаз и дыхательных путей.

Аммиак (NН₃) (обладает характерным запахом) также вызывает сильное раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и глаз.

Выхлопные газы двигателей опасны из-за присутствия в них больших концентраций угарного газа в смеси с другими ядовитыми компонентами.

Помимо газов, в воздухе могут содержаться мельчайшие частицы твердого вещества размерами от одного до тысячных долей миллиметра. Загрязнение воздуха пылью ухудшает санитарно-гигиенические условия. Такой воздух может стать причиной ряда болезней.

По действию на организм человека пыль разделяют на ядовитую (свинцовая, ртутная, мышьяковистая) и неядовитую (угольная, известняковая, древесная). Ядовитая пыль, попадая в организм или оседая на коже, может вызвать острое или хроническое отравление.

Растворяясь в слюне или на слизистых оболочках дыхательных путей, она превращается в жидкий яд.

Заболевания, вызываемые действием неядовитой пыли на организм, называют пневмокониозами (от греческих слов «пневма» − дыхание и «кониос» − пыль). Наиболее тяжелые формы этого заболевания происходят при вдыхании кремнистой пыли (силикоз) и пыли асбеста (асбестоз). Сущность заболевания силикозом состоит в том, что пылевые частицы (размером менее 5∙10⁻⁶м), проникают вместе с вдыхаемым воздухом в легочные пузырьки − альвеолы − и задерживаются в них. Когда пыли мало, легкие самоочищаются от нее: пыль захватывается особыми подвижными клетками фагоцитами − и удаляется из легких. При большом количестве пыли, при наличии в ней свободного диоксида кремния (SiО₂), который под влиянием тканевых жидкостей переходит в кремниевую кислоту, оказывающую вредное воздействие на весь организм, очищения легких уже не происходит. Фагоциты, скапливаясь в больших количествах в легких, превращаются в волокна соединительной ткани, которая замещает альвеолы, что, в свою очередь, приводит к дальнейшим необратимым изменениям в организме. Кроме того, образующаяся кремниевая кислота (Н₂SiО₃) разъедает ткань легких.

Крупная пыль (размером частиц более 5∙10⁻⁶м) не проникает в легкие, она задерживается в носоглотке и в дыхательных путях, но и ее присутствие в воздухе нежелательно.

Другим фактором, определяющим опасность пыли для человека, является ее концентрация − массовое содержание частиц в единице объема воздуха (мг/м³).

Естественно, что масса вдыхаемой пыли, вызывающей заболевание, при всех равных условиях зависит от интенсивности дыхания человека, от вида выполняемой работы. Например, человек в неподвижном состоянии потребляет 10−12 л воздуха в минуту, а при интенсивном физическом труде − 50−70 л/мин. Следовательно, человек, выполняющий тяжелую физическую работу, в запыленной атмосфере быстрее подвергается заболеванию.

В е н т и л я ц и я − это регулируемый воздухообмен в помещении. Вентиляцией называют также устройства, которые его создают. Задача вентиляции состоит в создании в производственном помещении или ограниченном рабочем объеме интенсивного воздухообмена, в результате чего происходит удаление загрязненного, охлажденного или перегретого воздуха и подача нормального, отвечающего гигиеническим требованиям состава воздуха. Если вентиляция происходит во всем помещении, то ее называют общеобменной. Вентиляция, сосредоточенная в какой-либо зоне (на объекте загрязнения среды), называется местной (локализующей). По времени действия вентиляция делится на постоянно действующую и аварийную. По способу перемещения воздуха вентиляционные системы подразделяются на естественную, механическую или их сочетание – смешанную. По направлению воздушных потоков – на  вытяжную, приточную и приточно-вытяжную.

Естественная вентиляция, обеспечиваемая перемещением воздуха под действием естественных факторов: теплового или ветрового напоров воздуха, должна быть предусмотрена во всех помещениях.

Механическая вентиляция состоит из двух основных элементов: вентилятора, создающего разность давлений, и воздуховодов. Достоинством механической вентиляции является возможность обработки воздуха: его можно подогреть, увлажнить или подсушить, обеспылить, а также очистить перед выбросом в атмосферу. Недостатки: необходимость звукоизоляции, дополнительного оборудования, потребление энергии.

Механическая вентиляция позволяет управлять направлением движения воздушных потоков, она может быть вытяжной (отсасывающей), приточной (нагнетательной) и приточно-вытяжной. Наиболее распространенной является приточно-вытяжная общеобменная механическая вентиляция, комбинируемая с местной.

Расчет вентиляции начинают с определения воздухообмена для данного помещения.

Минимальное количество воздуха, которое необходимо заменить в рабочем помещении с вредными продуктами, рассчитывается по формуле:

,                                                 (1)                       

где V  − объем заменяемого (подаваемого или удаляемого) воздуха, м³/ч;

С_ПДК – предельно-допустимая концентрация вредного вещества, мг/м³;

С₀ – масса вредных веществ в подаваемом воздухе, мг/м³ (не более 0,3 С_ПДК);

G – масса вредных веществ, выделяющихся в рабочем помещении, г/ч.

Значения С_ПДК и С₀ часто встречающихся веществ приведены в таблице 3.

Таблица 3

Предельно−допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны С_ПДК, и в атмосферном воздухе С₀

 ( ГОСТ 12.1.005−88 и СН 3086−84)

Примечание: значение в числителе − максимально разовые; в знаменателе − среднесменные

Для расчета потребного воздухообмена необходимо в каждом случае определять количество вредных веществ G, выделяющихся в воздух помещения.