Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

ЧАСТЬ I

Учебное пособие

 

Ростов-на-Дону

2016

 

 

УДК 614.3(075.8)

ББК 51.2Я7

О 28

Физические факторы среды обитания человека: учебное пособие / сост.: О.А. Свинтуховский, Т.В. Жукова, С.Н. Белик [и др.]; ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России, каф. общей гигиены. - Ростов н/Д: Изд-во РостГМУ, 2016. - 160 с.

 

Учебное пособие разработано на основе рабочей программы по дисциплине «Общая гигиена, санитарно-гигиенический мониторинг» ФГОС ВПО по специальности 32.05.01 (060105) «Медико-профилактическое дело», утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 12 августа 2010 г № 847.

 

Составители:

Свинтуховский О.А., Жукова Т.В., Белик С.Н., Харагургиева И.М.

Рецензенты:

Квасов А.Р., доктор медицинских наук, зав. кафедрой гигиены ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России.

Жижин К.С., доктор медицинских наук, профессор кафедры противопожарной безопасности РГСУ.

 

Утверждено центральной методической комиссией ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 2 от 7 октября 2016 г.

 

Утверждено центральной предметной комиссией по гигиеническим дисциплинам ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 1 от 15 сентября 2016 г.

 

Одобрено на заседании кафедры общей гигиены ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 2 от 9 сентября 2016 г.

 

 

© ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России, 2016

                  © Свинтуховский О.А., Жукова Т.В., Белик С.Н., Харагургиева И.М., 2016

Содержание

 

Инструкция по работе с учебно-методическим пособием
Практическое занятие № 1. Гигиеническая характеристика метеофактора. Температура, влажность, подвижность воздуха и атмосферное давление
Практическое занятие № 2. Метео
Практическое занятие № 3. ПМП. СЭП.
Практическое занятие № 4. Реакция на СЭП
Практическое занятие № 5. ЭМИ: радиоволновое, инфракрасное излучение
Практическое занятие № 6. ЭМИ: ультрафиолетовое, видимое излучение.
Практическое занятие № 7. Реакция организма на освещённость
Практическое занятие № 8. Шум
Практическое занятие № 9. Реакция на шум
Вопросы для контроля знаний к разделу «Физические факторы среды обитания человека»: часть I
Литература

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР

Согласно современным представлениям, в общем комплексном воздействии климата на организм человека существенная роль принадлежит изменчивости погоды. Основные метеорологические явления: восходящие и нисходящие течения воздуха, ветры, дожди, тучи, туманы, грозы и т.д. происходят в нижней части атмосферы - тропосфере, которая проходит над полюсами на высоте 7-8 км и над экватором до 17-18 км.

Погода - физическое состояние нижнего слоя атмосферы, характеризуемое комплексом метеорологических элементов, одновременно наблюдаемых в том или ином пункте земной поверхности.

Погодоформирующие факторы:

1. Естественные:

· Гелиофизические: интенсивность солнечной радиации (суммарная и эритемная – УФ-радиация, продолжительность солнечного сияния); солнечная активность (солнечные пятна, активные области, хромосферные вспышки, радиоизлучения).

· Геофизические: напряженность планетарного и аномального геомагнитного полей, геомагнитная активность (геомагнитные бури, импульсы). Напряженность электрического поля атмосферы, электропроводность воздуха, атмосферная ионизация, электромагнитные колебания и разряды.

· Метеорологические факторы: температура воздуха, радиационная температура поверхностей; влажность воздуха; направление и скорость движения воздуха;  атмосферное давление.

· Синоптические явления: облачность, осадки, их характер (дождь, снег).

· Химический состав приземного слоя атмосферы: концентрация кислорода, углекислого газа, атмосферных загрязнений.

· Географические факторы: Рельеф местности; характер подстилающей поверхности (снег, вода, почва и т.п.); атмосферная циркуляция (циклоны, антициклоны, атмосферные фронты, пассаты, муссоны и т.п.).

2. Антропогенные:

· Загрязнение атмосферы промышленными выбросами (смог);

· Уничтожение лесов, мелиорация, ирригация, создание искусственных водоемов.

Тип погоды зависит также от климата местности и сезона года.

Различают три клинических типа погоды:

1) клинически оптимальный;

2) клинически раздражающий;

3) клинически острый.

Клинически оптимальный тип погоды благоприятно действует на организм человека, вызывает бодрое настроение, оказывает щадящее действие и характеризуется умеренными колебаниями в течение суток температуры (не более 2 °С) и давления (не более 4 мбар) при небольшой подвижности воздуха (не более 3 м/с).

К клинически раздражающим типам относят комплекс погод с нарушением оптимального хода одного или нескольких метеорологических элементов. Это солнечная и пасмурная, сухая и влажная (относительная влажность не выше 90 %) погода, когда скорость ветра менее или равна 9 м/с, изменчивость температур не более 4 °С, а перепад давления - не более 8 мбар.

К клинически острым типам погоды относятся комплексы погод с резкими изменениями метеорологических элементов, когда изменчивость атмосферного давления более 8 мбар, температура - более 4 °С, скорость ветра - более 9 м/с. К таким погодам относятся сырые (более 90 % влаги), дождливые, пасмурные и очень ветреные.

Климат - многолетний режим погоды, свойственный той или иной местности, определяющийся закономерной последовательностью метеорологических процессов.

Климатоформирующие факторы:

· Географическая широта и долгота местности, которая определяет высоту стояния солнца над горизонтом, приток солнечной радиации на единицу поверхности земли;

· Высота над уровнем моря и рельеф местности (равнинная, обычная, горы);

· Тип земной поверхности (леса, лесостепь, степь, пустыня, водоемы);

· Близость моря, океана, характер морских течений (теплые, например Гольфстрим, холодные, например Лабрадорское);

· Особенности циркуляции воздушных масс атмосферы (циклоны, антициклоны, атмосферные фронты, пассаты, муссоны, господствующие местные направления и сила ветра, например фен, норд, бора, сирокко и т.п.).

Параметры климата:

1. Температура (среднесуточная, среднемесячная и т.д).

2. Влажность воздуха: с учётом количества осадков (дождя и снега).

3. Атмосферное давление.

4. Направление и скорость движения воздуха (роза ветров).

5. Световой режим.

Указанные факторы действуют на организм комплексно, часто отклоняются от комфортных условий и могут оказывать неблагоприятное влияние на самочувствие, работоспособность, а при длительном воздействии – на здоровье населения.

От климатических условий зависят :

-уровень физиологических процессов в организме человека,

-уровень основного обмена,

-уровень теплорегуляции.

Метеотропные реакции

Метеотропными называются все виды реакций организма человека, развивающихся под влиянием погодных факторов.

Метеолабильные (метеочувствительные лица) – люди у которых изменения погоды вызывают различные, а иногда даже угрожающие жизни проявления в виде метеотропных (метеоротропных) реакций.

Метеотолерантность (метеорезистентность) определяют как обратную метеочувствительности реакцию, т.е. устойчивость организма к воздействию неблагоприятных метеорологических факторов. Она означает индивидуальную способность организма переносить погодные влияния без развития метеотропной реакции.

Недонашивание беременности.

Травматизм.

Автокатастрофы.

Убийства.

Самоубийства.

Акклиматизация

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.

Акклиматизация наступает, если климатические факторы не предъявляют чрезмерных требований к организму, выходящих 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 декомпенсациис выраженными патологическими процессами. Субстрат акклиматизации - ассоциативные связи в коре ГМ, которые образуются при повторных влияниях климатических условий.

В начальной фазе акклиматизации (Рис 1) организм воспринимает из окружающей среды массу новых необычных импульсов, что изменяет функциональное состояние регулирующих отделов нервной системы и способствует перестройке реактивности организма. В начальный период вступают в действие все приспособительные механизмы. В этой фазе, несмотря на "расшатывание" динамического стереотипа, самочувствие может не нарушаться.

Фазы акклиматизации

 

Рисунок 1.

Вторая фаза акклиматизации(фаза перестройки динамического стереотипа) может протекать по двум направлениям: а) постепенное уравновешивание функций организма с внешней средой с адекватной перестройкой приспособительных механизмов и формирование нового динамического стереотипа; б) у больных и чувствительных (метеолабильных) лиц воздействие новых климатических факторов вызывает "разлад" и "полом" физиологических механизмов уравновешивания с развитием патологических реакций (дизадаптационный метеоневроз, метеорологические артралгии, цефалгии, миалгии, снижение общего тонуса и работоспособности, обострения хронических заболеваний).

Однако при соответствующих лечебно-профилактических и гигиенических мероприятиях и в этом случае можно добиться перехода в третью фазу (устойчивой акклиматизации). Лишь при крайне неблагоприятном течении переход в третью фазу не наблюдается, патологические проявления усиливаются, и тогда человеку показано возвращение в прежние климатические условия.

Акклиматизацию нужно рассматривать не как возвращение к тем процессам, которые имели место до изменения климата, а как комплекс стойких изменений всех процессов, компенсирующих неблагоприятные факторы климата.

Физиологические механизмы акклиматизации к жаркому климату:

- снижение частоты пульса и дыхания;

- стойкое снижение основного обмена;

- снижение артериального давления на 15-25 мм рт.ст.;

- усиление потоотделения;

- усиление выделения кожного жира;

- некоторое снижение температуры тела и т.д.

Физиологические механизмы акклиматизации к холодному климату:

- повышение обмена веществ;

- сокращение периферических сосудов;

- увеличение объёма циркулирующей крови;

- снижение потоотделения и др.

Социальные механизмы акклиматизации:

- планировка территорий - проветривание, озеленение и обводнение в жарком климате (водоёмы, фонтаны), противоветровая защита в холодном климате;

- планировка жилищ - в условиях жаркого климата нужно избегать западной и юго-западной ориентации зданий, нужно сквозное проветривание, озеленение, кондиционирование; на севере здания нужно располагать торцом к господствующим ветрам, жилые - с подветренной стороны, обеспечивать искусственную инсоляцию;

- одежда - хорошо проветриваемая и защищающая от чрезмерной инсоляции на юге, теплая и защищающая от ветра на севере;

- режим труда и отдыха - режим дня - перерывы на самое жаркое время суток на юге, установление режима в соответствии с циркадными ритмами на севере; затемнение окон во время отдыха.

- рациональное питание - на севере калорийность пищи должна быть больше на 15-20% (за счет белков и жиров, а не углеводов), содержание витаминов – повышенным.

Элементы микроклимата.

1. Температура воздуха.

2. Влажность воздуха.

3. Скорость движения воздуха (для ЛПУ - кратность воздухообмена).

4. Атмосферное давление.

Температура воздуха

У поверхности земли температура воздуха в зависимости от широты местности и сезона года колеблется в пределах около 100° С. С подъемом на высоту температура воздуха постепенно снижается (примерно на 0,56° С на каждый 100 м подъема). Эта величина называется нормальным температурным градиентом. Однако при определённых условиях (низкая облачность, туман) температурный градиент может нарушаться и наступает температурная инверсия, когда верхние слои воздуха становятся более теплыми, чем нижние. Возникновение температурной инверсии способствует созданию высоких концентраций загрязнений, выбрасываемых в воздух.

Комфортным тепловое состояние среды и человека считается при температуре воздуха 17-22 °C, предельно допустимым - при верхней границе 25 °C и нижней 14 °C; предельно переносимым - соответственно при 35 °C и 10 °C; экстремальным - при 40 °C и -40-50 °C. В последнем случае обычная зимняя одежда не может поддерживать тепловое равновесие организма.

Для рассмотрения вопросов влияния температуры воздуха на организм человека необходимо вспомнить основные механизмы терморегуляции.

Терморегуляция

Температура тела человека и высших животных поддерживается на постоянном уровне, несмотря на значительные колебания температуры окружающей среды. Такие организмы с постоянной температурой тела называются гомойотермными. Гомойотермные организмы, имея постоянную температуру тела, ведут активный образ жизни при значительных колебаниях температуры внешней среды.

Одним из важнейших условий для нормальной жизнедеятельности человеческого организма является сохранение постоянства температуры тела.

Изотермия — постоянство температуры тела — имеет для организма большое значение, т. к. она, во-первых, обеспечивает независимость обменных процессов в тканях и органах от колебаний температуры окружающей среды; во-вторых, обеспечивает температурные условия для оптимальной активности ферментов.

Температурная карта тела.

Температура крови притекающей к правому предсердию – 37 ^оС,

Температура печени – 38^оС.

Нормальная температура тела   36,7 °C

Нормальная температура лба    33,4°C

Температура кожи лица – 33,5^оC

Нормальная температура в подмышечной впадине – 36,6°C

Нормальная температура ладоней рук 24-32,8°C

Нормальная температура подошв ног 24-30,2°C

Температура замерзания крови от -0,56 до -0,58°C

Удельная теплоемкость крови  3,9 кДж/(кг* °K)=0,93 кал/(г* °С)

Удельная теплоемкость человеческого тела средняя 3,47 кДж/(кг* °K)

Масса воды, испаряющаяся с поверхности тела и из легких 0,8-2,0кг/сутки

Наиболее благоприятная относительная влажность воздуха 40-60%

Температурные пределы жизнедеятельности человека:

 35,8 – 37,8^оС – биохимические процессы протекают нормально,

 40 – 42^оС – возникает тепловой удар из-за снижения активности ферментов,

 43^оС – денатурация ферментов,

 31 – 34^оС – возникает централизация кровообращения,

 20 – 27^оС – фибрилляция сердца, потеря сознания,

 19,3^оС – полный анабиоз.

Способность гомойотермных организмов поддерживать температуру тела на постоянном уровне обеспечивается двумя взаимосвязанными процессами - теплообразованием и теплоотдачей, равенство которых обеспечивает изотермию организма.

Процессы, связанные с образованием тепла в организме (теплопродукции), объединяют понятием химическая терморегуляция, а процессы, обеспечивающие отдачу тепла (теплоотдачу) - физическая терморегуляция.

Пути теплопродукции.

1) Химический термогенез.

а) окислительное фосфорилирование Б, Ж, У, при этом 25% энергии превращается в тепловую. Этот механизм активируется физической активностью (ходьба – в 3 – 4 раза,  работа – в 7 – 10 раз) и  адреналином (при эмоциях, страхе).

 б) неокислительное фосфорилирование – в тепло превращается 75% энергии. Активируется в течение нескольких дней при длительном снижении температуры окружающей среды. При этом увеличивается выработка тироксина, адреналина, усиливается катаболизм жира в адипоцитах и выход ЖК в кровь, их окисление с образованием тепла.

2) Сократительный термогенез.

 а) 60% теплопродукции в покое образуется за счет тонуса мышц.

 При снижении температуры появляются терморегуляторные тонические сокращения, развивающиеся в области мышц спины, шеи и некоторых других областей. Теплопродукция возрастает на 40 – 50%. При этом формируется поза, уменьшающая теплоотдачу.

 б) Холодовая дрожь– непроизвольное сокращение мышц, возникающее при снижении температуры сердцевины тела. В отличие от теплообразования при произвольных мышечных сокращениях теплообразование при дрожи является экономным способом теплопродукции, т. к. в тепловую энергию переходит почти вся энергия мышечного сокращения. Отсутствует ее потеря за счет конвекции (как при произвольных сокращениях).

Пути теплоотдачи. При обычных условиях человек в среднем теряет в сутки около 2400-2700 ккал. С поверхности тела тепло отдается в виде излучения (инфракрасная радиация), кондукции (проведения) путем непосредственного контакта с окружающими предметами, конвекции за счёт теплообмена с прилегающим к поверхности тела слоем воздуха и испарения (в виде пота).

В обычных комфортных условиях (при комнатной температуре в легкой одежде) соотношение степени теплоотдачи этими способами следующее:

Теплопотери организма человека в состоянии покоя и теплового комфорта (t воздуха = 21°С; t ограждающих поверхностей = 18°С; влажность воздуха = 50%, v = 0,2 м/с) составляют:

Отдача тепла излучением – 45%,

Отдача тепла конвекцией – 30%,

Отдача тепла испарением пота –10%,

Прочие пути (нагревание пищи, удаление экскрементов, испарение влаги с поверхности альвеол и др.) – 15%

Эти цифры приведены для ориентирования, а в действительности они значительно колеблются в зависимости от конкретных условий.

Испарение. На испарение 1мл. воды расходуется 580 кал тепла. Через легкие испаряется в норме за сутки 350 мл Н2О, что обеспечивает отдачу 8% тепла. Этот процесс регулируется частотой и глубиной дыхания (тепловая одышка). С поверхности кожи в покое выводится 25% тепла. Это так называемое неощутимое испарение. За сутки этим способом испаряется 500 мл. Н2О. При повышении температуры тела неощутимое испарение дополняется работой потовых желез. Потообразование по сравнению с покоем может увеличиться в 10 – 20 раз и достичь 3,5 – 12 л. в час (физическая работа, при повышении температуры воздуха). Но охлаждение за счет испарения требует адекватного поступления воды и эффективно при низкой влажности и достаточной скорости движения воздуха.

Теплоизлучение с поверхности кожи. Эффективно если температура воздуха ниже температуры тела. При температуре воздуха 20^оС таким способом отдается 70% образующегося тепла. Излучение зависит от величины кожного кровотока – зависимость прямо пропорциональная.

Конвекция – теплоотдача за счет перемещения нагретого кожей воздуха и смена его на холодный. Увеличивается при большой скорости движения воздуха (ветре). Способ эффективен, если температура воздуха ниже температуры кожи.

Теплопроведение – отдача тепла нагретым телом менее нагретому (например, охлаждение при купании в водоеме).

Используя эти механизмы теплоотдачи, организм может в значительной степени защитить себя от воздействия высоких температур и предотвратить перегревание.

Если, несмотря на активацию обмена веществ, величина теплопродукции организма становится меньше величины теплоотдачи, возникает понижение температуры тела, получившее название переохлаждения, или гипотермии. Если интенсивность теплопродукции превышает способность организма отдавать тепло развивается гипертермия.

Гипотермия

Гипотермия - типовая форма расстройства теплового обмена - возникает в результате действия на организм низкой температуры внешней среды и значительного снижения теплопродукции. Гипотермия характеризуется нарушением (срывом) механизмов теплорегуляции и проявляется снижением температуры тела ниже нормы.

Медицинская гибернация

Управляемая гипотермия (медицинская гибернация) - метод управляемого снижения температуры тела или его части с целью уменьшения интенсивности обмена веществ и функциональной активности тканей, органов и их систем, а также повышения их устойчивости к гипоксии.

Управляемая (искусственная) гипотермия применяется в медицине в двух разновидностях: общей и местной.

Общая управляемая гипотермия. Используется при выполнение хирургических операций в условиях значительного снижения или даже временного прекращения регионарного кровообращения. Это получило название операций на «сухих» органах: сердце, мозге и некоторых других. Преимущества. Существенное возрастание устойчивости и выживаемости клеток и тканей в условиях гипоксии при сниженной температуре. Это даёт возможность отключить орган от кровоснабжения на несколько минут с последующим восстановлением его жизнедеятельности и адекватного функционирования.

Локальную управляемую гипотермию отдельных органов или тканей (головного мозга, почек, желудка, печени, предстательной железы и др.) применяют при необходимости проведения оперативных вмешательств или других лечебных манипуляций на них: коррекции кровотока, пластических процессов, обмена веществ, эффективности ЛС.

Гипертермия

Гипертермия (hyperthermia) - типовой патологический процесс, характеризуется повышением температуры тела, уровень которой зависит от окружающей среды. В отличие от лихорадки это очень опасное состояние, т.к. оно сопровождается поломом механизмов терморегуляции.

Гипертермия возникает при дисбалансе теплопродукции и теплоотдачи в сторону увеличения теплопродукции.

Причины экзогенной гипертермии:

1. Длительное и значительное повышение температуры окружающей среды (при работе в горячих цехах, в жарких странах и т.п.), при большом поступлении тепла из окружающей среды (особенно в условиях высокой влажности, что затрудняет испарение пота). Терминальное состояние - тепловой удар.

2. Прямое воздействие солнечных лучей (инфракрасной радиации) на голову. Терминальное состояние - солнечный удар.

По клинической и морфологической картине тепловой и солнечный удары настолько близки, что их не стоит разделять.

Физиологические механизмы, регулирующие величину теплоотдачи при перегревании:

1. Вазомоторная реакция. Благодаря снижению тонуса сосудов кровоток в коже человека может возрасти от 1 до 100 мл/мин на 100 см3. Через кисти рук может быть отведено до 60 % теплопродукции основного обмена, хотя их площадь равна 6 % общей поверхности.

2. Потоотделение - при интенсивной работе потовых желез выделяется до 1,5 л пота в час (на испарение 1 г воды тратится 0,58 ккал) и всего 870 ккал/час - достаточно для удержания нормальной температуры при тяжелой работе в условиях повышения температуры окружающей среды.

3. Испарение воды со слизистых оболочек дыхательных путей.

Недостаточность защитных механизмов сопровождается перенапряжением и срывом системы терморегуляции с формированием гипертермии.

Тепловой удар

Тепловой удар - острая форма гипертермии с достижением опасных для жизни значений температуры тела в 39-42°C в течение короткого времени.

Этиология.

• Действие тепла высокой интенсивности.

• Низкая эффективность механизмов адаптации организма к повышенной температуре внешней среды.

Патогенез. Тепловой удар - гипертермия с непродолжительной стадией компенсации, быстро переходящая в стадию декомпенсации. Температура тела имеет тенденцию приближаться к температуре внешней среды. Летальность при тепловом ударе достигает 30%. Смерть пациентов - результат острой прогрессирующей интоксикации, сердечной недостаточности и остановки дыхания.

· Ведущими звеньями патогенеза теплового удара является расстройства водно - электролитного баланса из-за нарушения потоотделения и деятельности гипоталамического центра терморегуляции.

• Интоксикация организма молекулами средней массы сопровождается гемолизом эритроцитов, повышением проницаемости стенок сосудов, развитием синдрома ДВС.

• Острая сердечная недостаточность является результатом острых дистрофических изменений в миокарде, нарушения актомиозинового взаимодействия и энергетического обеспечения кардиомиоцитов.

• Остановка дыхания может быть следствием нарастающей гипоксии головного мозга, отёка и кровоизлияния в мозг.

Клинические проявления. Развивается внезапно: характеризуется покраснением кожи в результате расширения периферических сосудов, отсутствием потоотделения, изменения сознания от легкой степени до комы, судороги клонического и тонического характера (судорожная болезнь возникает из-за резкого снижения в крови и тканях организма хлоридов, которые теряются при интенсивном потении), периодическое психомоторное возбуждение, часто бред, галлюцинации. Дыхание поверхностное, учащенное, неправильное. Пульс до 120- 140/мин малый, нитевидный, тоны сердца глухие. Кожа сухая, горячая или покрывается липким потом. Температура тела 41-42 градусов и выше. На ЭКГ признаки диффузного поражения миокарда. Наблюдается сгущение крови с нарастанием остаточного азота, мочевины и уменьшения хлоридов. Может быть гибель от паралича дыхания. Летальность до 20-30%.

Солнечный удар

Солнечный удар - гипертермическое состояние, обусловленное прямым воздействием энергии солнечного излучения на организм.

Этиология. Причина солнечного удара - чрезмерная инсоляция. Наибольшее патогенное действие оказывает инфракрасная часть солнечной радиации, т.е. радиационное тепло. Последнее, в отличие от конвекционного и кондукционного тепла, одновременно прогревает поверхностные и глубокие ткани организма, в том числе ткань головного мозга. Для солнечного удара не обязательно значительное повышение температуры тела.

Патогенез. Ведущим звеном патогенеза является поражение ЦНС.

• Первоначально развивается артериальная гиперемия головного мозга. Это приводит к увеличению образования межклеточной жидкости и к сдавлению вещества головного мозга. Сдавление находящихся в полости черепа венозных сосудов и синусов способствует развитию венозной гиперемии мозга. В свою очередь, венозная гиперемия приводит к гипоксии, отёку и мелкоочаговым кровоизлияниям в мозг. В результате появляется очаговая симптоматика в виде нарушений чувствительности, движения и вегетативных функций.

• Нарастающие нарушения метаболизма, энергетического обеспечения и пластических процессов в нейронах мозга потенцируют декомпенсацию механизмов терморегуляции, расстройства функций ССС, дыхания, желёз внутренней секреции, крови, других систем и органов.

В клиническом отношении солнечный удар характеризуется преимущественным поражением ЦНС (помрачение сознания, общее возбуждение, галлюцинации, судороги, параличи, расстройства чувствительности и нервной трофики) с нарушением процесса терморегуляции (прекращение теплоотдачи), при этом температура тела может оставаться нормальной, дыхания (паралич дыхательного центра) и сердечно-сосудистой деятельности (падение сердечной деятельности, коллапс).

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

 

Слой воздуха над землёй называется атмосферой земли и составляет порядка 120 километров (10-12 км - тропосфера, до 50 км - стратосфера и от 50 до 120 км ионосфера). Этот воздух удерживается у поверхности земли силой земного притяжения, т.е. имеет определенный вес. Давление атмосферы, способное уравновесить столб ртути высотой 760 мм при температуре 0 ˚С на уровне моря и широте 45˚, принято считать нормальным, равным 1 атмосфере. В этих условиях на поверхность земли и на все предметы, находящиеся у ее поверхности, воздух создает давление, равное 1033 г/см² т.е. на каждый квадратный сантиметр нашего тела давит атмосферное давление с силой примерно 1 кг.

Следовательно, на всю поверхность тела человека, имеющего площадь 1,6-1,8 м², этот воздух, оказывает давление порядка 16-18 тонн.

На метеорологических станциях используется единица измерения атмосферного давления – миллибар (мб), приблизительно равная тому давлению, которое оказывает тело весом 1 кг на поверхность 1 см². Один миллибар равен 0,7501 мм. рт. ст.

Обычно человеком атмосферное давление не ощущается, поскольку под таким же давлением газы растворены в жидкостях и тканях организма и изнутри уравновешивают внешнее давление на поверхность тела. Однако при изменении внешнего атмосферного давления в силу погодных условий для уравновешивания его изнутри требуется некоторое время, необходимое для увеличения или снижения количества газов, растворенных в организме. В течение этого времени человек может ощущать некоторое чувство дискомфорта, поскольку при изменении атмосферного давления всего на несколько миллиметров ртутного столба общее давление на поверхность тела изменяется на десятки килограммов. Особенно отчетливо ощущают эти изменения люди, страдающие хроническими заболеваниями костно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой системы и др. (метеочувствительные люди).

Кроме того, с изменением барометрического давления человек может встретиться в процессе своей деятельности (чаще профессиональной): при подъеме на высоту, при водолазных, кессонных работах и т.д.

 

Баротравмы

Перепады общего давления могут привести к баротравме легких и среднего уха.

Баротравма легких характеризуется разрывом легочной ткани, попаданием газа в кровоток и развитием газовой эмболии. Возможно развитие пневмоторакса, проникновение газов в клетчатку средостения и брюшную полость. При тяжелых поражениях - плевропульмональный шок. Больные жалуются на боль в грудной клетке, выделение кровавой пены изо рта, кровохарканье, кашель, одышку, сердцебиение, нарушается речь, появляются судороги.

Баротравма среднего уха проявляется поражением барабанной перепонки - от гиперемии до разрыва. Возникает ощущение надавливания на уши, их заложенности, появляются колющие, иногда нетерпимые боли, иррадиирующие в височную область, в щеку. Боль в ушах, потеря слуха и ощущение шума в голове могут продолжаться в течение многих часов, даже после прекращения давления.

При погружении водолазов на глубину свыше 40 метров с использованием для дыхания сжатого воздуха может наступить так называемый азотный наркоз (сходный с алкогольным опьянением), обусловленный высоким парциальным давлением азота и накоплением углекислого газа в организме.

Отравление кислородом может протекать в двух формах.

При легочной форме отмечаются одышка, кашель, сильная боль в грудной клетке при вдохе. При обследовании определяется жесткое дыхание, сухие и влажные хрипы, дыхательная недостаточность. Возможен отек легких.

При поражении центральной нервной системы наблюдаются понижение чувствительности и онемение кончиков пальцев рук и ног, сонливость, апатия, слуховые галлюцинации, нарушение зрения. Возможны судороги по типу эпилептического приступа.

Лечение. Основным видом лечения кессонной болезни является возвращение больного в условия повышенного давления с тем, чтобы газовые пузырьки в крови вновь растворились, и назначение средств, улучшающих сердечную деятельность. Лечебная рекомпрессия производится в специальной рекомпрессионной камере или лечебном шлюзе(барокамере). В связи с переходом газа в раствор просвет сосудов освобождается для нормального кровообращения в пострадавших участках ткани, что ведет к исчезновению патологических симптомов. Рекомпрессию следует проводить до исходного давления в течение 1—1,5 ч. Дерекомпрессия должна проводиться медленно (на каждую 0,1 атм 10 мин).

Профилактика кессонной болезни заключается в соблюдении норм рабочего времени в кессонах и правильной организации декомпрессии.

Рабочее время по мере увеличения давления должно быть короче. Декомпрессию следует производить в оптимальных для сердечно-сосудистой системы условиях. Температура окружающего воздуха при выходе из шлюза должна быть в пределах 18-22°С во избежание спазма или расширения сосудов.

В профилактике кессонной болезни большое значение имеет правильный профессиональный отбор лиц на эти работы врачебной комиссией в составе невропатолога, отоларинголога и терапевта.

Противопоказаниями к работе в кессонах являются заболевания легких, сердечно-сосудистой системы, болезни крови, заболевания органов пищеварения, значительное развитие подкожной жировой клетчатки, органические заболевания нервной системы. Рабочие кессонов подвергаются диспансеризации: осмотрам один раз в неделю (терапевтом или отоларингологом).

 ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

 

Воздух тропосферы содержит значительное количество водяных паров, которые образуются в результате испарения с поверхности воды, почвы, растительности и т.д. Эти пары переходят из одного агрегатного состояния в другое, влияя на общую влажностную динамику атмосферы. Количество влаги в воздухе с подъемом на высоту быстро уменьшается. Так, на высоте 8 км влажность воздуха составляет всего около 1 % от того количества влаги, которое определяется на уровне земли.

В замкнутом помещении источником влаги может быть сам человек, испаряющий через легкие (около 350 г/сут) влаги в сутки и кожу (около 600 г/сут), а также выделения влаги при стирке белья и приготовлении пищи

Степень влажности воздуха изменяется в зависимости от ряда условий: температуры воздуха, высоты над уровнем моря, расположения в данной местности морей, рек и других крупных водоемов, характера растительности и др. Находящиеся в воздухе водяные пары, как и другие газы, обладают упругостью, которая измеряется высотой ртутного столба в миллиметрах.

Различают влажность абсолютную, максимальную и относительную.

v Абсолютная влажность (С) – это количество водяного пара в единице объёма воздуха или концентрация водяного пара в воздухе (г/м3).

Иногда абсолютную влажность определяют как упругость водяных паров в воздухе – содержание влаги, выраженное в единицах атмосферного давления (кПа, миллибары, мм.рт.ст.).

v Максимальная влажность (Е) – это упругость водяных паров в состоянии полного насыщения ими воздуха (кПа, мб, мм.рт.ст. или г/м3).

v Точка росы - температура, при которой воздух достигает насыщения водяными парами, т.е. влажность становится максимальной и начинает конденсироваться.

v Относительная влажность (А) представляет собой отношение фактической упругости водяных паров в воздухе (или абсолютной влажности) к максимально возможной влажности воздуха при данной температуре и выражается в процентах: А= С E • 100 %

v Дефицит насыщения воздуха влагой (d) - арифметическая разность между максимальной и абсолютной влажностью при одной и той же температуре, показывает то количество паров, которое может воспринять воздух, прежде чем он будет насыщен водяными парами: d = E - С

v Физиологический дефицит насыщения - арифметическая разность между максимальной влажностью воздуха при температуре 37⁰С (температура тела) и абсолютной влажностью. Ее величина показывает, сколько грамм воды может извлечь из организма каждая единица выдыхаемого воздуха.

v В гигиене пользуются еще понятием физиологическая относительная влажность. Она являет собой отношение абсолютной влажности при данной температуре воздуха к максимальной влажности при 36,50, выражено в процентах. Физиологическая относительная влажность характеризует способность воздуха воспринимать влагу, которая испаряется при температуре человеческого тела. Она дает возможность точнее оценить влияние влажного воздуха на человека. (Например: Допустим, что в данном помещении абсолютная влажность 17 мм рт. ст., температура 20°Ц; это показывает, что относительная влажность около 100%, то есть что испарение практически невозможно. Однако человек в этих условиях все же будет отдавать тепло на испарение. Это объясняется тем, что воздух вокруг человеческого тела за счет температуры тела нагревается до температуры кожи человека; следовательно, максимальная влажность такого воздуха более высокая, и оно становится способным воспринимать влагу).

 

При повышении количества водяных паров в воздухе их упругость возрастает и достигает определенного предела, при котором пары насыщают пространство. Каждой температуре воздуха соответствует определенная степень насыщения его водяными парами. Превышение предела насыщения воздуха вызывает выделение влаги в виде тумана, росы, инея и т. п.

Для человека наиболее важное значение имеет относительная влажность воздуха, которая показывает степень насыщения воздуха водяными парами. Она играет большую роль при осуществлении терморегуляции организма. Оптимальной величиной относительной влажности воздуха считается 40-60 %, допустимой — 30-70 %.

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

Высокая влажность воздуха неблагоприятно сказывается на терморегуляции организма, затрудняя или усиливая теплоотдачу в зависимости от температуры воздуха (см. далее вопросы терморегуляции).

Предложена схема для оценки воздуха по влажности: воздух называют сухим, когда водяной пары в нем меньше 55%, умеренно сухим — при влажности от 56 до 70%, умеренно влажным— от 71 до 85%, сильно влажным — свыше 86% и насыщенным— 100%.

 

Воздействие влажности воздуха на организм главным образом связано с тем, что она существенно влияет на процессы теплоотдачи.

Повышенная влажность при высокой внешней температуре способствует перегреванию организма, так как при этом значительно ухудшаются условия теплоотдачи. При температуре воздуха свыше + 25-30 °С основным путем отдачи тепла организмом является испарение пота. Однако организм отдает тепло, только когда пот испаряется с поверхности кожи (при испарении 1 г пота организм теряет 0,6 ккал). В случае если высокая температура воздуха сопровождается высокой влажностью, то испарение с поверхности тела будет происходить недостаточно интенсивно или вовсе прекратится (воздух насыщен влагой –относительная влажность 100%). В этом случае теплоотдача происходить не будет, и тепло начнет накапливаться в организме - произойдет перегревание. Особенно отрицательно это сказывается при мышечной деятельности, когда организм усиленно вырабатывает тепло, поэтому при выполнении физических упражнений в условиях высокой влажности и температуры воздуха всегда имеется опасность возникновения перегревания организма.

Низкая влажность воздуха при высокой внешней температуре способствует хорошей теплоотдаче и позволяет легче переносить жару (климат Средней Азии, где сухой воздух обеспечивает быстрое испарение пота). При чрезмерно сухом (относительная влажность менее 15 %), но теплом воздухе возникает ощущение сухости во рту, в носу, могут возникать трещины кожи, слизистых и, как следствие, присоединяться инфекции.

Повышенная влажность воздуха при низкой внешней температуре способствует охлаждению организма, так как при этом усиливается теплоотдача. Это связано с рядом причин. Прежде всего, увеличивается потеря тепла, так как повышается теплопроводность воздуха, ибо водяные пары имеют более высокую теплопроводность, чем воздух. Вместе с тем повышается теплопроводность тканей одежды (воздух, находящийся в парах тканей, становится более теплопроводным), и поэтому тепло быстро покидает пространство под одеждой. Длительное пребывание в условиях высокой влажности воздуха и при температуре воздуха ниже - 10-15 °С может привести к переохлаждению организма и вызвать простудные и другие заболевания (ревматизм, туберкулез легких и др.).

Низкая влажность воздуха при низкой внешней температуре может вызвать значительное местное охлаждение слизистых оболочек дыхательных путей.

Норма относительной влажности воздуха для помещений - 30-60 %. Значительный диапазон данной нормы зависит от температуры воздуха и других условий. Для людей, находящихся в покое, при температуре воздуха + 16-20 °С и небольшом его движении влажность воздуха должна быть не менее 40-60 %. При мышечной деятельности, если температура воздуха находится в пределах + 15-20 °С, влажность воздуха должна составлять 30-40 %, а при температуре + 25 °С - 20-25 %. В спортивных залах (при температуре воздуха + 15 °С) и в залах для подготовительных занятий в бассейнах (при температуре воздуха + 18 °С) относительная влажность воздуха должна быть 35-60 %, а в залах ванн крытых бассейнов (при температуре воздуха + 26 °С) - 50-65 %.

 

ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУХА

 

Движения воздушных масс возникают вследствие неравномерного распределения атмосферного давления и температуры воздуха.

Определение направления движения воздуха может также помочь составить правильный прогноз погоды. Например, в европейской части России летом восточные ветры обычно приносят сухую погоду, западные - более прохладную и дождливую; юго-западные - облачность; северо-восточные - ясную погоду. Зимой восточные ветры приносят холодную погоду; западные - теплую; юго-восточные - потепление, осадки; северо-восточные - похолодание, уменьшение осадков.

Движение воздуха способствует сохранению постоянства и относительной равномерности воздушной среды (уравновешивание температур, перемешивание газов, разбавление загрязнений).

Движение воздуха принято характеризовать направлением и скоростью.

Скорость движения воздуха в атмосфере может колебаться от полного штиля до ураганов (свыше 29 м/с). В жилых и общественных помещениях скорость движения воздуха нормируется в пределах 0,2-0,4 м/с. Слишком маленькая скорость движения воздуха свидетельствует о плохой вентилируемости помещения, большая (более 0,5 м/с) – создает неприятное ощущение сквозняка.

Отмечено, что для каждой местности характерна закономерная повторяемость ветров преимущественно одного направления. Для выявления закономерности направлений используют специальную графическую величину – «розу ветров».

Весь горизонт разделяется на восемь румбов: север, северо-восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад. Обозначая промежуточные румбы, указывают оба румба, между которыми находится данное направление, ставя первым по порядку основной румб. Например, если направление ветра находится между севером и северо-востоком, то такой промежуточный румб называют ССВ (северо-северо-востоком).  Роза ветров строится путем откладывания от центра на линиях румбов в определенном масштабе отрезков, соответствующих числу (повторяемости) ветров в данном направлении за период наблюдений; концы отрезков соединяются прямыми линиями. Штиль (отсутствие ветра) изображается окружностью в центре розы ветров; радиус окружности должен соответствовать числу штилей.

Схема румбов и графическое изображение розы ветров приводится на рис. 2, на котором дано графическое изображение частоты (повторяемости) ветров по румбам, наблюдающееся в данной местности в году. Эти данные важны для решения вопроса о рациональном размещении на территории населенного пункта жилых, промышленных и других зданий. Промышленную зону следует располагать подветренной стороны по отношению к жилой зоне.

Из рис. 2 видно, что преобладающее, господствующее направление ветров в данной местности юго-восточное.

Рисунок 2. Роза ветров

Скорость движения воздуха - существенный фактор, оказывающий значительное влияние на теплообмен человека. Ее значение для теплорегуляции организма необходимо рассматривать совместно с действием температуры и влажности воздуха.

При низкой температуре большая скорость движения воздуха способствует охлаждению организма. Ветер вытесняет из-под одежды нагретый воздух и усиливает его движение вокруг тела.

При высокой температуре движущийся воздухдвижущийся с большой скоростью увеличивает отдачу тепла за счет конвекции и испарения пота. Однако это благоприятное влияние ветра наблюдается в случаях, когда температура воздуха ниже температуры тела. В противоположном случае, если температура воздуха превышает температуру тела, движущийся воздух вместо охлаждения способствует нагреванию организма.

Сильный и продолжительный ветер оказывает неблагоприятное влияние на нервно-психическое состояние, на общее самочувствие, затрудняет выполнение физической работы, увеличивает нагрузку при движении.

Неприятен для человека и постоянный шум ветра. Сильный встречный ветер препятствует передвижению при передвижении, затрудняет дыхание.

НА ОРГАНИЗМ

Комплексное воздействие метеофакторов проявляется в том, что влияние одного фактора на организм может усиливаться или ослабляться в зависимости от величины другого или других показателей. Неблагоприятное сочетание метеофакторов вызывает в организме острые нарушения терморегуляции местного (обморожения, ожоги) или общего характера (ознобление, перегревание, тепловой удар), и может привести к развитию заболевания.

Каждый из метеофакторов способен оказать на человека свое специфическое воздействие. Большое гигиеническое значение имеет изучение каждого фактора микроклимата в закрытом помещении (жилые, общественные, учебные, лечебные). Данные показатели можно привести к параметрам, соответствующим гигиеническим нормативам. Однако в некоторых условиях некоторые параметры изменять нельзя, т.к. они связаны с особенностями технологического процесса (высокая температура в «горячих» цехах, высокая влажность в прачечных, красильнях). В таких случаях, изменяя другие метеофакторы, создаются условия, в которых теплоощущение человека приближается к комфортным.

Пример 1: Перегревание происходит при высокой температуре окружающей среды в сочетании с высокой влажностью. При сухом воздухе высокая температура переносится значительно легче, т.к. при этом значительная часть тепла отдается испарением. При испарении 1 г пота расходуется около 0,6 ккал. Особенно интенсивно теплоотдача испарением происходит, если сопровождается движением воздуха.

Пример 2: Низкая температура в сочетании с высокой влажностью и скоростью движения воздуха создают возможности для возникновения переохлаждения. В силу большой теплопроводности воды (в 28 раз больше воздуха) и большой ее теплоемкости в условиях сырого воздуха резко повышается отдача тепла способом теплопроведения (конвекция). Этому способствует повышенная скорость движения воздуха. При снижении влажности и малой скоростью движения воздуха низкая температура будет переносится человеком намного легче.

Таким образом, высокая влажность воздуха играет отрицательную роль в вопросах терморегуляции как при высоких, так и при низких температурах, а увеличение скорости движения воздуха, как правило, способствует теплоотдаче. Исключение составляют случаи, когда температура воздуха выше температуры тела, а относительная влажность достигает 100 %. В этом случае повышение скорости движения воздуха не приведет к увеличению теплоотдачи ни способом испарения (воздух насыщен влагой), ни способом проведения (температура воздуха выше температуры поверхности тела).

 

ГЕОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

ГМП - магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками.

Земля обладает магнитным полем дипольного типа, как будто бы в ее центре расположен гигантский полосовой магнит. Дипольный магнитный момент Земли на 1995 год составлял 7,812·1025 Гс·см³ (или 7,812·1022 А·м²), уменьшаясь в среднем за последние десятилетия на 0,004·1025 Гс·см³ или на 0,05% в год.

Магнитный дипольный момент Земли - основная векторная величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Представляет собой вращающий момент, действующий на планету Земля в магнитном поле. Измеряется в А⋅м² или Дж/Тл (СИ)

Сейчас напряжённость магнитного поля Земли составляет около 30 000 нТл на экваторе (где вектор поля направлен по горизонтали) и 60 000 нТл на полюсах (где вектор направлен вертикально).

Палеомагнитные реконструкции позволили установить, что в истории Земли уже многократно происходили инверсии магнитного поля, т.е. полюса геомагнитного диполя менялись местами. За последние 5 млн. лет это происходило уже около 20 раз (примерно каждые 250 000). Но последняя такая инверсия случилась примерно 780 тыс. лет назад. Объяснения столь длительного периода стабильности пока нет. Однако то, что в настоящее время главное магнитное поле Земли довольно интенсивно уменьшается, неоспоримый факт.

Если уменьшение дипольной компоненты поля со скоростью 0,05% в год продолжится, то эта основная составляющая поля исчезнет уже в четвёртом тысячелетии. А магнитное поле Земли станет многополярным. Такая конфигурация поля всегда предшествует переполюсовке а Земля в этот период лишается своего прочного магнитного щита, который экранирует Землю от энергичных заряженных частиц, приходящих из космоса и от Солнца. Эти частицы, постепенно оседая, активно разрушают стратосферный озон. В результате уменьшения концентрации озона увеличивается вредная УФ -радиация. Сейчас уменьшение содержания озона фиксируется на всех широтах, несмотря на активные меры, принятые в рамках Монреальского протокола о защите озонового слоя Земли. Наиболее ввысокие потери озона происходят в Южном полушарии над Антарктикой. В весенний период здесь развивается самая большая озоновая дыра. Моделирование показывает, что при нулевом геомагнитном поле концентрация озона в атмосфере уменьшится на 50%. Такое сокращение содержания озона и появление многочисленных озоновых дыр приведут к катастрофическим последствиям для биосферы.

Рис. 2 Геомагнитное поле земли: а) - дипольное магнитное поле, б) - магнитное поле Земли, трансформированное потоком солнечного ветра.

 

Считается, что магнитное поле Земли генерируется токами в жидком металлическом ядре. В тоже время проблема происхождения и сохранения поля по сей день не считается решённой. Среди имеющихся гипотез наиболее правдоподобны две:

- поле вызвано вращающимся железным ядром Земли,

- гигантским электрическим током, опоясывающим Землю на большом расстоянии от центра Земли.

Свой вклад в формирование естественного электромагнитного фона Земли вносят:

1. Мировая и локальная грозовая активности. ЭМП, происхождение которых обусловлено грозовой активностью, наблюдаются и на более высоких частотах (0,1-15 кГц).

2. Электромагнитные излучения всего радиочастотного диапазона, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, видимый свет, ионизирующее излучение, входящие в спектр солнечного и галактического излучений, достигающих Земли.

В совокупности естественные ЭМП Земли представляют собой целый спектр электромагнитных «шумов», в условиях воздействия которых существует сама Земля и все живое на ней.

Основную часть геомагнитного поля Земли составляет – магнитосфера (внешнее поле) и некоторую ее часть магнетизм собственно самой Земли и ее недр.

Величина постоянного ГМП может изменяться на поверхности Земли от 26 мкТл (в районе Рио-де-Жанейро) до 68 мкТл (вблизи географических полюсов), достигая максимумов в районах магнитных аномалий (Курская аномалия, до 190 мкТл).

Геомагнитные вариации.

 Изменение магнитного поля Земли во времени под действием различных факторов называются геомагнитными вариациями. Разность между наблюдаемой величиной напряженности магнитного поля и средним ее значением за какой-либо длительный промежуток времени, например, месяц или год, называется геомагнитной вариацией.

Суточные вариации геомагнитного поля возникают регулярно в основном за счет токов в ионосфере Земли, вызванных изменениями освещенности земной ионосферы Солнцем в течение суток.

Нерегулярные вариации  магнитного поля возникают вследствие воздействия потока солнечной плазмы (солнечного ветра) на магнитосферу Земли.

27-дневные вариации существуют как тенденция к повторению увеличения геомагнитной активности через каждые 27 дней, соответствующих периоду вращения Солнца относительно земного наблюдателя.

Сезонные вариации магнитной активности имеют два максимума, соответствующие периодам равноденствий, и два минимума, соответствующие периодам солнцестояний. В периоды равноденствий, плоскости земного и солнечного экваторов совпадают, Земля наиболее подвержена действию активных областей на Солнце.

11-летние вариации - обусловлены периодической солнечной активностью кратной 11 летним периодам. Наиболее известной мерой солнечной активности является число солнечных пятен.

Вековые вариации – медленные вариации элементов земного магнетизма связанные с источниками, лежащими внутри земного ядра. Амплитуда вековых вариаций достигает десятков нТл/год, изменения среднегодовых значений таких элементов, названы вековым ходом.

Квазипериодические вариации геомагнитного поля с периодами от долей секунд до нескольких минут называют геомагнитными пульсациями. Их принято подразделять на регулярные (устойчивые, непрерывные) (наблюдаются преимущественно в утренние и дневные часы), и нерегулярные (шумоподобные, импульсные) – (наблюдаются в вечерние и ночные часы). В период возмущений (магнитных бурь) наблюдается глобальное возбуждение микропульсаций, и тогда они могут регистрироваться десятки часов по всему земному шару.

Электромагнитные колебания на частотах 4-30 Гц существуют практически всегда. Предполагается, что они могут служить синхронизаторами некоторых биологических процессов, поскольку являются резонансными частотами для ряда из них. В природе за время эволюции произошла адаптация к подобным колебаниям и изоляция от них может иметь негативные последствия для организма.

Биологические эффекты ГМП подробно описаны в разделе, посвящённом метеотропным нарушениям (см. стр.9). С другой стороны, выявлено, что непериодические вариации геомагнитного поля участвуют в регуляции всех классов биологических ритмов человека.

Классов биоритмов человека

1. Ритмы высокой частоты – от долей секунд до 30 минут (осцилляции на молекулярном уровне, ритмы ЭЭГ, ЧСС, дыхания, перистальтики кишечника); (колебательная активность электрических и магнитных полей головного мозга 2-30 Гц, ЧСС 1-1,2 Гц, ЧД 0,3 Гц, температуры 0,05 Гц).

2. Ритмы средней частоты – от 30 минут до 28 часов. Эти ритмы включают в себя: ультрадные (от 30 минут до нескольких часов, самые важные - с периодом 90 минут). (Через каждые 90 минут: у новорожденных чередование активности и относительного покоя; у взрослых смена различных стадий сна, а во время бодрствования - периодов нарастания и спада работоспособности.) Циркадные (20 – 28 часов) - колебания на протяжении суток температуры тела, АД, частоты пульса, а также выработки гормонов и восприимчивости клеток к лекарствам).

3. Мезоритмы: инфрадные (28 часов – 6 дней) и

Циркасептальные (около 7 дней) – (Изменения работоспособности (выше в середине недели), колебания выделения с мочой некоторых физиологически активных веществ;

3. Макроритмы - сезонные (до 3 месяцев) - колебания веса, работоспособности, роста бороды и усов у мужчин Изменения продолжительности сна, мышечной силы, уровня обменных процессов, заболеваемости, иммунного статуса, устойчивости к стрессам (выше весной и ниже осенью), рождаемости (максимальная в марте - мае, минимальная - в ноябре - феврале), колебания пульса и артериального давления, прибавки веса

Окологодовые (до 1 года) - колебания роста и физического развития детей (интенсивнее в первом полугодии, замедление в концу года), спад жизненных сил и показателей иммунитета накануне и некоторое время после дня рождения

5. Мегаритмы (несколько десятков или сотен лет) - волнообразное изменение физического развития людей на протяжении многих веков.

Гипогеомагнитное поле

Гипогеомагнитное поле (ГГМП) возникает и действует на рабочих при использовании экранов для ЭМП промышленных частот, которые одновременно препятствуют проникновению внутрь них ЭМП естественного происхождения.

Установлено, что при ослаблении ГМП в 2-5 раз относительно естественного МП наблюдается увеличение на 40% количества заболеваний у людей, работающих в экранированных помещениях. При нахождении человека в искусственных гипогеомагнитных условиях отмечаются изменения психики, появляются нестандартные идеи, образы.

Со стороны центральной нервной системы выявлены признаки дисбаланса основных нервных процессов в виде преобладания торможения, дистонии мозговых сосудов с наличием регуляторной межполушарной асимметрии, отмечено возрастание амплитуды нормального физиологического тремора.

Нарушения механизмов регуляции вегетативной нервной системы проявляются в развитии функциональных изменений со стороны сердечно-сосудистой системы в виде лабильности пульса и артериального давления, нейроциркуляторной дистонии гипертензивного типа, нарушения процесса реполяризации миокарда.

Со стороны иммунной системы отмечено снижение общего числа Т-лимфоцитов, концентрации IgG и IgA, увеличение концентрации IgE. Отмечен рост заболеваемости с ВУТ у лиц, длительное время работающих в экранированных сооружениях. У обследованных частота заболеваний, сопровождающих синдром иммунологической недостаточности, существенно превышает таковую среди практически здоровых людей.

В серии экспериментальных исследований на животных, при их пребывании в экранированных камерах (ослабления ГМП = 100 и 500 раз) при различной продолжительности ежедневного сеанса (от 0,25 ч до 24 ч в сутки) и общем количестве сеансов от 1 до 120, были установлены изменения со стороны ЭЭГ- активности и условно-рефлекторной деятельности животных, свидетельствующие о нарушении силы нервных процессов в сторону усиления тормозного.

Эндокринная система реагировала снижением активности гонадотропных гормонов гипофиза - (фолликулостимулирующего и лютеинизирующего) и повышением активности кортикостерона. Со стороны репродуктивной системы отмечалось удлинение эстральных циклов, а также морфофункциональные изменения в яичниках и матке. Выявлены изменения в состоянии гуморального и клеточного звеньев иммунной системы животных.

Выраженность и направленность обнаруженных сдвигов имеют зависимость от продолжительности нахождения в гипогеомагнитных условиях. Прерывистое воздействие ГГМП вызывало более выраженные биоэффекты со стороны отдельных систем организма по сравнению с постоянным, особенно на начальном этапе воздействия.

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о гигиенической значимости гипогеомагнитных условий и необходимости их соответствующей регламентации.

Биологические эффекты СЭП.

Для жизни человека разряды статического электричества не представляют смертельной угрозы: они либо кратковременны, либо малых токов. Однако физиологическое воздействие на организм человека они оказывают.

На производствах. Выявляемые у работающих в условиях воздействия СЭП нарушения носят, как правило, функциональный характер и укладываются в рамки астеноневротического синдрома и вегетососудистой дистонии. В симптоматике преобладают субъективные жалобы невротического характера (голодная боль, раздражительность, нарушение сна, ощущение «удара током» и т.п.). Объективно обнаруживаются не резко выраженные функциональные сдвиги, не имеющие каких-либо специфических проявлений.

В быту. Установлено, что загрязняемость одежды из синтетического волокна в 300-500 раз больше, чем одежды из хлопчатобумажной ткани. При ношении такой одежды из синтетической ткани у человека быстро ухудшается микроклимат, в результате чего нарушается кожное дыхание, теплообмен и т. д.

 Электризация синтетических материалов способствует более интенсивному выделению из них составных компонентов и увеличивает скорость их химической деструкции. Опасность статического электричества, образуемого на поверхности полимерных покрытий в квартирах (линолеум,  ламинат, пластиковые панели и т.д.), заключается в том, что выделяющиеся из них летучие токсичные вещества, приобретая потенциал, легче проникают в организм.

ПОСТОЯННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Постоянное магнитное поле (ПМП) создается постоянным электрическим током или веществами, имеющими свойства постоянных магнитов. Электрическое поле постоянных магнитов сосредоточено в их веществе и не выходит за его пределы. Если эти поля не меняются со временем, их называют статическими. Частота таких полей равна 0 Гц.

Силовыми характеристиками ПМП являются магнитная индукция, измеряемая в теслах (Тл), и напряженность магнитного поля, измеряемая в амперах на метр (А/м).

Единицы измерения свойств магнитных полей:

1. Напряжённость магнитного поля (А/м).
2. Магнитная индукция (тесла, Тл).
3. Магнитный поток (вебер, Вб). (Является энергетической характеристикой ПМП).
4. Сила намагничивания – произведение силы тока (А) на число витков.
5. Рассеянное магнитное поле быстро уменьшается по мере его удаления от источника, поэтому магнитные поля имеют большие градиенты.
6. Однородность магнитного поля.

Источниками ПМП на рабочих местах являются постоянные магниты, электромагниты, сильноточные системы постоянного тока (линии передачи постоянного тока, электролитные ванны и другие электротехнические устройства). Постоянные магниты и электромагниты широко используются в приборостроении, в магнитных шайбах подъемных кранов и других фиксирующих устройствах, в магнитных сепараторах, устройствах для магнитной обработки воды, в магнитогидродинамических (МГД) генераторах, установках магнитно-резонансной томографии (МРТ) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), установках ядерного магнитного резонанса (ЯМР), а также в физиотерапевтической практике.

В применяемых в медицине установках магнитного резонанса пациенты подвергаются воздействию ПМП до 2 Тл и более. Высокие уровни (10-100 мТл) создаются в салонах транспортных средств на магнитной подушке. Средние уровни ПМП в рабочей зоне операторов при электролитических процессах составляют 5-10 мТл. Уровни ПМП под высоковольтными линиями передачи постоянного тока составляют порядка 20мкТл.

Биологические эффекты ПМП

Наиболее чувствительными к воздействию ПМП являются системы, выполняющие регуляторные функции (нервная, сердечно-сосудистая, нейроэндокринная и др.) в организме человека. Описаны изменения в состоянии здоровья у работающих с источниками ПМП, которые наиболее часто проявляются в форме вегетодистоний, астеновегетативного и периферического вазовегетативного синдромов или их сочетания. Кровь достаточно устойчива к воздействию ПМП. Отмечается лишь тенденция к снижению количества эритроцитов и содержания гемоглобина, а также умеренный лейко- и лимфоцитоз. Периферический вазовегетативный синдром (или вегетативно-сенситивный полиневрит) характеризуется вегетативными, сенситивными расстройствами в дистальном отделе рук, изредка сопровождающимися легкими двигательными и рефлекторными нарушениями.

Астеновегетативный синдром

Характеризуется общими функциональными расстройствами, среди которых ведущее место занимают нарушения вегетативной иннервации сердечно-сосудистой системы и цереброспинальных аппаратов.

Наряду с этим выявлено нарушение регуляции некоторых биохимических и гематологических процессов.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

Электромагнитное поле является особой формой материи. Различные части спектра электромагнитного поля характеризуются разными величинами частоты или длиной волны. В зависимости от этого параметра спектр электромагнитных излучений обычно делят на три части: радиоизлучение (диапазон длин волн до 0,1 мм), оптическое, включающее в себя инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую области (до 10-2 мкм) и ионизирующее, к которому относят рентгеновское и гамма-излучения.

Электромагнитные излучения представляют собой колебания, спектр частот и длина волн которых занимает диапазон, называемый шкалой Максвела.

Рис. 1. Шкала электромагнитных колебаний (Шкала Максвелла)

Основными параметрами электромагнитных волн являются частота (f), длина волн (l) и скорость распространения (с), которые связаны между собой соотношением f = с/1, справедливым для свободного пространства, где с = 3х10 м/с (скорость света).

 Частота выражается в герцах (Гц), килогерцах (кГц), мегагерцах (мГц) и гигогерцах (гГц), а длина волны - в километрах, метрах, дециметрах, сантиметрах и миллиметрах. Если скорость света выражена в м/с, частота - в мГц., то длину волн в метрах можно определить по формуле: 1 = 300/f.

Различные диапазоны радиоволн объединяет общая физическая природа, но они существенно различаются по заключенной в них энергии, характеру распространения, поглощения, отражения, а вследствие этого - по действию на среду, в том числе и на человека. Чем короче длина волны и больше частота колебаний, тем больше энергии несет в себе квант.

К неионизирующим электромагнитным излучениям и полям относят:

- ЭМИ радиочастотного диапазона;

- ЭМИ оптического диапазона;

 

Физические свойства ЭМИ

1. Частота

2. Длина волны

3. Энергия кванта

4. Характер распространения

5. Характер поглощения

6. Характер отражения

 В проводящих средах электромагнитная энергия сильно поглощается. Это имеет место в растворах электролитов, содержащих белковые молекулы, характеризующиеся дипольным моментом и слабовыраженными диамагнитными и парамагнитными свойствами.

Действие электромагнитных полей в проводящих средах вызывает токи ионной проводимости и ориентационную поляризацию молекул в соответствии с частотой изменения электромагнитных полей, а вязкость и силы сцепления между молекулами препятствуют колебаниям полярных молекул в переменном электромагнитном поле. Это связано с потерями энергии электромагнитных полей и поглощением их средой.

Одной из самых важных характеристик электромагнитных полей, которая даёт представление о способности проводящей среды поглощать их энергию, является глубина проникновения электромагнитных волн - расстояние, на котором амплитуды электрического и магнитного полей электромагнитной волны убывают в е=2,718 раза, где «е» – основание натуральных логарифмов.

ЭМП РЧ диапазона ВЧ и ОВЧ

ЭМП РЧ диапазона ВЧ и ОВЧ широко применяются в радиосвязи, радиовещании, телевидении, медицине, для нагрева диэлектриков в высокочастотном электрическом поле (сварка полимерной пленки при изготовлении обложек для книг, папок, пакетов, игрушек, спецодежды, полимеризация клея при склейке деревянных изделий, нагрев пластмасс и преспорошков и др.). Нагрев диэлектриков осуществляется в основном электрической составляющей ЭМП. Установки диэлектрического нагрева преимущественно работают на частотах 27, 39 и 40 МГц.

УВЧ, СВЧ и КВЧ (микроволны)

Электромагнитные волны диапазонов УВЧ, СВЧ и КВЧ (микроволны) используются в радиолокации, радионавигации, для радио- релейной связи, многоканальной радиосвязи, радиоастрономии, в радиоспектроскопии, геодезии, дефектоскопии, физиотерапии и т.д. Иногда ЭМП УВЧ-диапазона применяются для вулканизации резины, термической обработки пищевых продуктов, стерилизации, пастеризации, вторичного разогрева пищевых продуктов и т.д.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭМП

Взаимодействие внешних ЭМП с биологическими объектами происходит путем наведения внутренних полейи электрических токов, величина и распределение которых в теле человека зависит от целого ряда параметров, таких как размер, форма, анатомическое строение тела, электрические и магнитные свойства тканей (диэлектрическая и магнитная проницаемости и удельная проводимость), ориентация тела относительно векторов электрического и магнитного полей, а также от характеристик ЭМП (частота, интенсивность, модуляция, поляризация и др.).

С этих позиций в спектре ЭМП РЧ можно выделить 3 области:

- ЭМП с частотой до 30 МГц, для которого характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты (приблизительно пропорционально квадрату частоты).

- ЭМП с частотой более 10 ГГц, для которой характерно быстрое затухание энергии ЭМП при проникновении внутрь ткани: практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур.

- ЭМП с частотой 30 МГц - 10 ГГц. Характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бы втягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходится на его поперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерференционные явления, приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых «горячих пятен». Для человека условия возникновения локальных максимумов поглощения в голове имеют место на частотах 750-2500 МГц, а максимум, обусловленный резонансом с общим размером тела, лежит в диапазоне частот 50-300 МГц.

Основой биологического действия ЭМИ являются следующие эффекты:

Термический эффект электромагнитных полей своеобразен и отличается от теплового действия уже изученных физических факторов тем, что имеет свою специфическую топографию, не сравнимую с другими тепловыми воздействиями.

Пороговые интенсивности теплового действия электромагнитных волн сверхвысокой частоты находятся в пределах 10-15 мВт/см².

При облучении микроволнами тканей живого организма степень нагреваемости их зависит от многих физических факторов:

- частоты,

- диэлектрических свойств тканей,

- скорости кровотока,

- размеров облучаемого объекта,

- интенсивности облучения,

- длительности облучения и др.

К критическим органам и системам относят центральную нервную систему, глаза, гонады и, возможно, кроветворная система. Описаны эффекты со стороны сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем, иммунитета, обменных процессов. В последние годы появились данные об индуцирующем влиянии ЭМП на процессы канцерогенеза.

Специфическое действие микроволн. Связано с молекулярным механизмом поглощения сверхвысокочастотной энергии по типу резонансного поглощения и не сопровождается морфологическими изменениями в органах и тканях живого организма.

Но эти стороны «специфического» действия СВЧ ЭМИ полностью не раскрыты, и по этому вопросу в литературе имеются противоречивые данные.

«Специфическое» действие вызывает локальное нагревание отдельных структур, а тепловое – общее нагревание организма.

Поэтому качественной разницы между тепловым и «специфическим» действием сверхвысокочастотных электромагнитных полей нет, потому что в их основе лежит один вид энергии, который при нетепловом воздействии микроволн вызывает селективный микронагрев.

Радиочастотного диапазона

Частотно--волновая характеристика		Применение: технологический процесс, установка, отрасль
частоты	длины волн
> 0 До 300 Гц	Свыше 1000км	Электроприборы, в том числе бытового назначения, высоко­вольтные линии электропередачи, трансформаторные под­станции, радиосвязь, научные исследования, специальная связь
0,3... 3 кГц	1000...100 км	Радиосвязь, электропечи, индукционный нагрев металла, фи­зиотерапия
3... 30 кГц	100... 10 км	Сверхдлинноволновая радиосвязь, индукционный нагрев ме­талла (закалка, плавка, пайка), физиотерапия, УЗ-установки, видеодисплейные терминалы (ВДТ)
30...300 кГц	10.. .1км	Радионавигация, связь с морскими и воздушными судами, длинноволновая радиосвязь, индукционный нагрев металлов, электрокоррозионная обработка, ВДТ, УЗ-установки
0,3...З МГц	1... 0,1 км	Радиосвязь и радиовещание, радионавигация, индукционный и диэлектрический нагрев материалов, медицина
3...30МГц	100. ..10м	Радиосвязь и радиовещание, международная связь, диэлек­трический нагрев, медицина, установки ЯМР, нагрев плазмы
30... 300 МГц	10.. .1 м	Радиосвязь, телевидение, медицина (физиотерапия, онколо­гия), диэлектрический нагрев материалов, установки ЯМР, нагрев плазмы
0,З...З ГГц	100... 10см	Радиолокация, радионавигация, радиотелефонная связь, теле­видение, микроволновые печи, физиотерапия, нагрев и диаг­ностика плазмы. Сотовая связь (463-1880 МГц.)
З...З0 ГГц	10.. .1 см	Радиолокация, спутниковая связь, метеолокация, радиоре­лейная связь, нагрев и диагностика плазмы, радиоспектро­скопия
330... 300 ГГц	10... 1 мм	Радары, спутниковая связь, радиометеорология, медицина (физиотерапия, онкология)

Биофизические эффекты ЭМП РЧ:

v индуцирование электрических потенциалов в системе кровообращения;

v стимулирование выработки магнитофосфена импульсами магнитного поля в ОНЧ - СВЧ диапазонах, амплитудой от долей до десятков мТл;

v инициирование переменными полями широкого спектра клеточных и тканевых изменений;

v когда плотность индуцированного тока превышает 10 мА/м², многие из этих эффектов, вероятно, являются следствием взаимодействия с компонентами клеточных мембран.

Варианты воздействия ЭМП на человека разнообразны: непрерывное и прерывистое, общее и местное, комбинированное от нескольких источников и сочетанное с другими неблагоприятными факторами производственной среды и т.д. Сочетание вышеперечисленных параметров ЭМП может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого организма человека.

Электромагнитное поле радиочастот в настоящее время широко ис­пользуется в самых различных отраслях промышленности, медицине, науке. В таблице №2 приведено применение электромагнитных излучений в различных отраслях и видах технологических процессов.

Безопасным для человека считается такое воздействие ЭМП, которое не вызывает нарушения гомеостаза (включая репродуктивную функцию), качественной перестройки и любых количественных изменений жизненных процессов, которые выходят за пределы физиологической нормы, соответствующей конкретным условиям жизнедеятельности.

При обосновании допустимых уровней ЭМП была использована принятая в России методология гигиенического нормирования, которая базирующаяся на представлениях о наличии порога вредного действия факторов окружающей среды.

 

На население России

Источники ЭСП	Условия контроля	Гигиенические нормативы	Нормативный документ
Товары народного потребления (бытовые электрические приборы, радиоэлектронная аппаратура, телевизоры, игрушки, одежда, отделочные строительные материалы)	Измеряется на расстоянии 10 ± 0,1 см от поверхности изделия	ПДУ ЭСП не должен превышать 15 кВ/м	МСанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»
Строительные и отделочные материалы, а также материалы, используемые для изготовления встроенной мебели в жилых помещениях	Измеряется на расстоянии 10 ± 0,1 см от поверхности изделия (при относительной влажности воздуха 30 - 60 %)	ПДУ ЭСП не должен превышать 15 кВ/м	СанПиН 2.1.2.1002-2000 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям»
Полимерные стройматериалы	Измеряется на расстоянии 10 ± 0,1 см от поверхности	ПДУ ЭСП не должен превышать 15 кВ/м	СН2158-80 «Санитарно-гигиенический контроль полимерных стройматериалов, предназначенных для применения в строительстве жилых и общественных зданий»

 

Нормирование СЭП на рабочих местах. В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191- 03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» и ГОСТ 12.1.045-84. «ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» предельно допустимая величина напряженности ЭСП на рабочих местах устанавливается в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня.

Предельно допустимая напряженность электростатического поля (Епду) на рабочих местах обслуживающего персонала не должна превышать следующих величин:

- при воздействии до 1 часа - 60 кВ/м;

- при воздействии 2 часов - 42,5 кВ/м;

- при воздействии 4 часов - 30,0 кВ/м;

- при воздействии 9 часов - 20,0 кВ/м.

Нормативный документ «Допустимые уровни напряженности электростатических полей и плотности ионного тока для персонала подстанций и ВЛ постоянного тока ультравысокого напряжения» 6022-91 регламентирует условия сочетанного влияния указанных в названии факторов на персонал, обслуживающий энергосистемы постоянного тока ультравысокого напряжения. В соответствии с требованиями документа ПДУ СЭП и плотности ионного тока для полного рабочего дня составляют 15 кВ/м и 20 нА/ м2; для 5-часового воздействия - 20 кВ/м и 25 нА/м2.

Допустимые уровни напряженности ЭСП регламентируются также на рабочих местах операторов ПВЭМ (СанПиН 2.2.2//2.4.1340- 03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычис- лительным машинам и организации работы»). В качестве временно допустимой величины напряженность электростатического поля не должна превышать 15 кВ/м.

Нормирование ПМП

Нормирование и гигиеническая оценка постоянного магнитного поля (ПМП) осуществляется по его уровню дифференцировано в зависимости от времени воздействия на работника в течение смены с учетом условий общего (на все тело) или локального (кисти рук, предплечье) облучений.

Сотовая связь

Проблема электромагнитной безопасности пользователей мобильной связи (МС) находится в стадии исследований. Это связано с тем, что механизмы воздействия на человека электромагнитного поля радиочастотных пакетов, на которых основана сотовая связь GSM, недостаточно изучены.

Однако, при определении параметров электромагнитной безопасности наиболее распространенных МС со встроенной антенной (радиотелефонов), измеряемой является напряженность электрического поля радиочастотного пакета. Через нее определяются средняя пиковая мощность(СПМ) и поглощенная удельная мощность(ПУМ). Чем меньше значение напряженности поля, создаваемого радиотелефоном, тем эти величины меньше и меньше фактор риска.

В настоящее время пользователям радиотелефонов рекомендуется:

1) при покупке радиотелефона обращали внимание на значение параметра «выходная мощность». (Чем оно меньше, тем меньше фактор риска от воздействия ЭМП);

2) при наборе вызываемого номера или при автоматическом наборе номера не держали радиотелефон у головы, так как в этом режиме он создает уровень ЭМП в несколько раз превышающий уровень ЭМП в режиме установившейся связи;

3) пользовались радиотелефоном только в необходимых случаях.

 

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) генерируют как естественные, так и искусственные источники. Основной естественный источник УФИ - Солнце.

Около 9% энергии в солнечном спектре приходится на ультрафиолетовое (УФ) излучение с длинами волн от 100 до 400 нм.

Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения может быть по-разному поделен на подгруппы. Стандарт ISO по определению солнечного излучения (ISO-DIS-21348) даёт следующие определения:

 

Наименование	Длина волны в нанометрах	Количество энергии на фотон
Ультрафиолет А, длинноволновой диапазон	400 нм - 315 нм	3.10 - 3.94 эВ
Ультрафиолет B, средневолновой	315 нм - 280 нм	3.94 - 4.43 эВ
Ультрафиолет С, коротковолновой	280 нм - 100 нм	4.43 - 12.4 эВ

Примечание: ISO International Organization for Standardization - Международная организация по стандартизации, крупнейший в мире разработчик стандартов определения качества применяемых во всём мире.

Ближний ультрафиолетовый диапазон часто называют «черным светом», так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении от некоторых материалов спектр переходит в область видимого излучения.

УФ-излучение Солнца в диапазоне 10-200 нм полностью расходуется на образование ионосферы на высоте 50-80 км от поверхности Земли.

Коротковолновое УФ-излучение в диапазоне 200-280 нм (УФ-С), оказывающее выраженное бактерицидное действие, не достигает поверхности Земли; большая его часть расходуется в стратосфере на высоте 20-25 км на образование озонового слоя, остальная часть поглощается озоном и кислородом тропосферы.

По мере снижения содержания стратосферного озона возникающие в результате этого повышенные уровни солнечной УФ-В радиации могут приводить к увеличению образования активных радикалов, повышающих химическую активность тропосферы. В загрязненных областях с высокими концентрациями оксидов азота и углеводородных соединений возникают уровни тропосферного озона и других опасных продуктов окисления, таких как пероксид водорода и кислоты, превышающие предельно допустимые концентрации.

 

Рис. 1. Прозрачность земной атмосферы (в процентах) для различных участков спектра при большой высоте стояния Солнца.

 

Около 30 % солнечной радиации не достигает земной поверхности. Так, 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 %.

Факторы влияющие на интенсивность солнечной радиации:

- широта местности (широта определяет угол падения солнечных лучей на поверхность);

- сезон года и время суток (при перемещении Солнца из зенита к горизонту путь, который проходит солнечный луч, увеличивается в 30-35 раз, что приводит к увеличению поглощения и рассеивания радиации, к резкому уменьшению ее интенсивности в утренние и вечерние часы по сравнению с полуднем.

- качество атмосферы (при сплошном покрытии неба облаками (смогом, дымкой) интенсивность УФ-излучения снижается на 72 %, при половинном покрытии облаками - на 44 %. В экстремальных условиях облачный покров может снижать интенсивность УФИ более чем на 90 %.

- особенности подстилающей поверхности (снежный покров отражает большую часть коротковолновых УФ-лучей и почти полностью тепловую радиацию. Вследствие этого на Севере (особенно весной) возможны световые ожоги глаз, УФ-лучевая световая офтальмия).

Молекулы воздуха рассеивают главным образом ультрафиолетовую и синюю части спектра (отсюда голубой цвет неба).

Искусственные источники УФИ

Фактически любой материал, нагретый до температуры, превышающей 2500 ⁰К, генерирует УФИ. Источниками УФИ является сварка кислородно-ацетиленовыми, кислородно-водородными, плазменными горелками.

Искусственные источники УФО делятся на две группы: интегральные, излучающие все три области УФ-спектра, и селективные, излучающие преимущественно одну область.

К интегральным источникам относятся: люминесцентные лампы дуговые ртутно-трубчатые (ДРТ) разной мощности, которые используют в приборах различного назначения с максимумом излучения на длине волны 253,7 нм, т.е. соответствующие максимуму бактерицидной эффективности, и высокого давления с длинами волн 254, 297, 303, 313 нм, которые используются в фотохимических реакторах, в печатном деле, для фототерапии кожных заболеваний

К селективным источникам относятся: люминесцентные эритемные лампы ЛЭ, выпускаются мощностью 15 и 30 Вт. Лампы излучают УФ-лучи длиной 285–380 нм. Применяют для профилактики УФ недостаточности и в установках для загара (соляриях) имеющих различное количество инсоляционных рефлекторных ламп.

 

Длинноволновое излучение

Меланинтранспортирующий эффект. Стимулирует транспорт гранул меланина из меланоцитов эпидермиса в дерму, что обусловливает пигментацию (быстрый загар) кожи. Меланин появляется через 2 ч, после облучения, но не защищает кожу от солнечного ожога. Меланин является мощным антиоксидантом и подавляет активацию перекисного окисления липидов. Максимальным меланинтранспортирующим действием обладает облучение с длиной волны 340-360 нм.

Стимуляция активностиклеточных элементов кожи, что сопровождается увеличением количества митозов. В результате ускоряются процессы эпителизации, активируется образование соединительной ткани. В связи с таким действием они применяются для лечения медленно заживающих ран и язв. Активация нейтрофилов и макрофагов повышает сопротивляемость кожи в отношении инфекции, что используется для лечения и профилактики ее гнойничковых поражений.

Иммуностимулирующий эффект. Продукты фотодеструкции связываются с белками кожи и образуют антигенные пептиды, которые взаимодействуя с клетками Лангерганса эпидермиса запускают формирование клеточного иммунного ответа. Запуск описанных выше процессов происходит через 15-16 ч и достигает максимума через 24-48 ч после инициации антигенного пептида. Повторный контакт с фотодеструктивными антигенными пептидами увеличивает численность Т-лимфоцитов, параллельно увеличивается фагоцитарная активность лейкоцитов, нарастает титр комплимента, титр агглютинации. Следовательно, регулярное ДУФ-облучение повышает уровень иммунорезистентности организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды.

Длительное длинноволновое УФ-облучение приводит к практически полному исчезновению клеток Лангерганса. В этом случае ДУФ-индуцированные антигенные пептиды активируют антигенспецифические Т-супрессоры, которые блокируют активность Т-хелперов, что может вызвать бласттрансформацию клеточных элементов кожи и формирование злокачественных опухолей.

Общий нервно-рефлекторный эффект УФ лучей связан с раздражением обширного рецепторного аппарата кожи. В результате регулярных общих облучений ответные рефлекторные реакции совершенствуются, что выражается в снижении генерализации рефлекторного ответа и усилении местных защитных реакций. Противоболевое действие УФ лучей, наблюдаемое при местном облучении, связано не только с воздействием на рецепторы кожи, по и созданием доминанты в центральной нервной системе. Малые дозы при общем облучении стимулируют рецепторы кожи и рефлекторным путем стимулируют деятельность центральной нервной системы. Влияние на эндокринные железы реализуется не только по гуморальному механизму, но и посредством рефлекторных воздействий на гипоталамус.

С учетом столь тесного взаимодействия гуморального и нервно-рефлекторного механизмов, теорию общего действия УФ лучей рассматривают как нервно-гуморальную.

 

Средневолновое излучение

Средневолновое УФ-В излучения рассматривают в субэритемных и эритемных дозах раздельно.

Субэритемные дозы.

Меланинсинтезирующий и иммуностимулирующий эффекты - СУФ-излучение в диапазоне 305-320 нм стимулируют образование меланина в меланоцитах и активацию Т-клеточного иммунитета. Усиление меланогенеза приводит к компенсаторной активации синтеза адренокортикотропного и меланинстимулирующего гормонов гипофиза, которые регулируют секреторную деятельность надпочечников.

Витаминообразующий эффект - СУФ-облучение в диапазоне 280-310 нм липидов поверхностных слоев кожи запускается синтез витамина D, который регулирует экскрецию ионов кальция и фосфатов с мочой и накопление кальция в костной ткани. Эндогенное образование витамина D3 это достаточно сложный процесс, состоящий из нескольких стадий: → биосинтез холестерина → превращение холестерина в провитамин D3: 7-ДГХ → образование превитамина D3 в ходе неферментативной, зависимой от УФ-света фотохимической реакции термическая трансформация превитамина D3 в витамин D3 → поступление D3 с помощью D-связывающего транспортно белка, на последующие этапы в печень, почки, где происходит синтез гормона кальцитриола.

Кальцитриол выполняет целый ряд функций, основные из которых связаны с усвоением кальция, с формированием и регуляцией минерализации костной ткани.

Эритемные дозы.

Иммуномодулирующий, десенсибилизирующийи трофо-стимулирующий эффекты – (локальное облучение) при нарастании интенсивности СУФ-излучения продукты фотодеструкции - антигенные пептиды - вызывают образование иммуноглобулинов А, М и Е, а также грануляцию тучных клеток базофилов и эозинофилов с выделением гистамина, гепарина, фактора активации тромбоцитов ФАТ) и других соединений, регулирующих тонус и проницаемость сосудов кожи. В результате в прилежащих слоях кожи и сосудах происходит выделение биологически активных веществ, которые существенно увеличивают тонус сосудов и локальный кровоток. Это приводит к формированию ограниченной гиперемии кожи - эритемы. Она возникает через 3-12 ч от момента облучения сохраняется до 3 суток, имеет четкие границы и ровный красно-фиолетовый цвет.

Противовоспалительный эффект - эритема приводит к дегидратации и снижению отека, уменьшению альтерации, подавлению инфильтративно-экссудативной фазы воспаления в сегментарно связанных с областью облучения подлежащих тканях и внутренних органах.

Под влиянием эритемных доз УФ лучей снижается чувствительность нервных рецепторов кожи, часть из них разрушается, впоследствии восстанавливаясь. Такое действие является показанием для применение УФ лучей с целью болеутоления.

Возникающие при СУФ-облучении рефлекторные реакции стимулируют деятельность практически всех систем организма. Происходит активация адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы и восстановление нарушенных процессов белкового, углеводного и липидного обмена в организме.

Антиканцерогенный эффект. УФ-В излучение может повлиять на сопротивляемость организма к образованию опухолей, увеличивая ее при облучении субэритемными дозами и уменьшая при облучении большими дозами.

Общее гуморальное действие СУФ лучей связано с всасыванием и попаданием в кровоток биологически активных веществ, образующихся в коже. Обычно это действие рассматривается на примере гистамина, физиологическими антагонистами которого являются катехоламины: адреналин и норадреналин. Если количество гистамина и других биологически активных веществ настолько велико, что активность симпато-адреналовой системы недостаточна для нейтрализации их действия, преобладают общие патологические реакции, что наблюдается при облучении эритемными дозами больших поверхностей кожи. В этом случае могут возникнуть деструктивные изменения в надпочечниках. Многократные применения лечебных доз УФ лучей стимулируют по гуморальному механизму симпато-адреналовую и гипофиз-адреналовую системы, функцию коры надпочечников, щитовидной и половых желез, что в конечном итоге повышает их работоспособность. Такое воздействие создает эффект тренировки.

 

Коротковолновое излучение

Бактерицидный и микоцидный эффекты. Лечебное применение основано на способности вызывать денатурацию и фотолиз нуклеиновых кислот и белков. Происходящие при этом летальные мутации с ионизацией атомов и молекул приводят к инактивации и разрушению структуры микроорганизмов и грибов.

Под влиянием естественного УФ-излучения бактерицидного спектра происходит санация воздушной среды, воды, почвы.

Неблагоприятные биологические эффекты ультрафиолетовой радиации, связанные с избытком УФ излучения

Неблагоприятные эффекты чаще всего возникают при чрезмерных недозированных облучениях на солнце или в соляриях от действия УФ-излучения областей «С» (280-180 нм) и «В» (320-280 нм), вызывая наиболее сильные реакции в эпидермисе. ДУФ-излучение (область «А» - 400-320 нм) оказывает более мягкое влияние, преимущественно на дерму

В коже имеется много так называемых хромофоров - молекул, поглощающих в значительном количестве УФ-излучение с определенными длинами волн. К ним относятся:

- белковые соединения и нуклеиновые кислоты (240-300 нм);

- гистидин, меланин (350-1200 нм);

- триптофан и тирозин (285-280 нм);

- нуклеиновые кислоты (250-270 нм);

- порфириновые соединения (400-320 нм) и др.

Под влиянием поглощения УФ-излучения в хромофорных субстанциях эпидермиса и дермы развертываются фотохимические реакции, которые приводят к образованию активных форм кислорода, радикалов перекиси водорода и других свободнорадикальных соединений что может привести к повреждению липидных структур эпидермиса, клеточных мембран (дегрануляций тучных клеток, повреждение клеток Лангерганса), угнетению синтеза ДНК и РНК с последующим изменением генетического аппарата клеток и т.д.

К фотобиологическим процессам, происходящим в коже с участием эндогенных хромофоров, относятся эритема и эдема кожи, пигментация, синтез витамина D, индукция рака кожи (фотоканцерогенез), фотоаллергия и фотоиммуносупрессия и др. Ниже представлены патологические фотобиологические процессы.

Ø Ожог (Eritema Solarea), сопровождающийся сильным покраснением и припухлостью, плохим самочувствием, тревожным сном, головными болями, повышением температуры тела, ожогом кожи с краснотой, отеком, пузырями.

Ø Фотосенсибилизация - явление повышения чувствительности организма (чаще кожи и слизистых оболочек) к действию ультрафиолетового или видимого излучений:

1. Фотоаллергические реакции, когда УФ-излучение химически изменяет вещество, оказавшееся на коже, так, что оно начинает вызывать аллергию, при этом для их возникновения необходима первичная иммунологическая сенсибилизация, т.е. многократное действие фотоаллергена (фотоаллергены: косметика и парфюмерия, содержащая мускус, амбру, масло бергамота, сандаловое масло, некоторые антибактериальные агенты, а также лекарственные средства, например, ибупрофен), при равном воздействии фотоаллергена фотоаллергии проявляются не у всех, а в зависимости от индивидуальной чувствительности организма. Клинически проявляются в виде острой крапивницы, аллергического дерматита, экземы, в более тяжелых случаях – анафилактической реакции.

2. Фототоксические реакции – обусловлены способностью веществ понижать устойчивость клеток к неблагоприятному воздействию света, возникает сразу после однократного облучения у всех лиц подвергшихся действию фототоксического вещества (фототоксиканты: псоралены, порфирины, тетрациклины, фенотиазины, сульфаниламиды, хлорпромазин и др). Клинически фототоксические эффекты проявляются в форме эритемы и пигментации.

Ø Фото старение. Это особый вид повреждения кожи, связанный с чрезмерной инсоляцией (воздействием солнечного излучения). Воздействие ультрафиолетовых лучей А вызывает в коже усиленное деление материнских клеток эпидермиса - кератиноцитов, участвующих в ороговении (кератинизации) эпидермиса и его постоянном обновлении. Нарушение дифференцировки (последовательного развития) кератиноцитов приводит к неравномерному ороговению и утолщению эпидермиса. Изменения эпидермиса влекут за собой изменения в более глубоких слоях кожи. Так, в дерме начинается процесс, именуемый «солнечным эластозом» - происходит разрушение эластиновых волокон (их уплотнение, нарушение структуры, фрагментация, закручивание, уменьшение количества), возникают очаги хронического воспаления, застойные явления в капиллярах. Тяжесть эластоза прямо пропорциональна мощности, экспозиции и спектру УФ-излучения. Раньше считалось, что развитие эластоза связано исключительно со средневолновым УФ-излучением (УФB, 280—320 нм). Однако в настоящее время выявлено участие в этом процессе и длинноволнового УФ-излучения (УФA, 320—400 нм). Клинически эластоз проявляется в виде утолщённой, желтоватой, часто бугристой кожи.

При фотостарении проявляются все признаки, сопровождающие естественное возрастное старение кожи (большое количество морщин, тонкая и сухая кожа с явлениями себорейного кератоза). На начальных фазах фотостарения многие его симптомы имеют обратимый характер. Даже в случае длительного воздействия УФ-излучения на кожу уже через несколько месяцев после его прекращения наблюдается нормализация репаративных процессов в коже.

Ø Онкологические заболевания. Ультрафиолетовое излучение может приводить к образованию мутаций (ультрафиолетовый мутагенез). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак  и  меланому кожи.

Ø Повреждение глаз. Ультрафиолетовое излучение средневолнового УФ-В диапазона (280-315 нм) практически неощутимо для глаз человека и в основном поглощается эпителием роговицы, что при интенсивном облучении вызывает радиационное поражение - ожог роговицы (электроофтальмия). Это проявляется усиленным слезотечением, светобоязнью, отёком эпителия роговицы, блефароспазмом.

В результате выраженной реакции тканей глаза на ультрафиолет глубокие слои (строма роговицы) не поражаются т. к. человеческий организм рефлекторно устраняет воздействие ультрафиолета на органы зрения, поражённым оказывается только эпителий. После регенерации эпителия зрение, в большинстве случаев, восстанавливается полностью.

Мягкий УФ-А диапазона (315—400 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста. Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают.

УФ-С диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Так как ультрафиолетовое коротковолновое излучение обычно сопровождается ультрафиолетовым излучением других диапазонов, то при интенсивном воздействии на глаза гораздо ранее возникнет ожог роговицы (электроофтальмия), что исключит воздействие ультрафиолета на сетчатку по вышеуказанным причинам.

Защитные реакции кожи на избыточное УФ-облучение:

- утолщение рогового слоя и отражение или поглощение света кератином;

- выработка пигмента меланина, который поглощает фотоны и как экран ослабляет интенсивность действующего излучения, является перехватчиком свободных радикалов, образующихся при облучении кожи, связывает ионы двухвалентного железа, которые катализируют процесс пероксидного окисления липидов, тем самым меланин ингибирует цепные реакции пероксидного окисления липидов и другие свободнорадикальные реакции.

- образование и накопление уроканиновой кислоты, которая, переходя из цис-формы в транс-форму, способствует нейтрализации энергии;

- селективная кумуляция каротиноидов в дерме и гиподерме, где бета-каротин действует как стабилизатор клеточных мембран и поглотитель кислородных радикалов;

- выработка ферментов супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и других, нейтрализующих кислородные радикалы;

- восстановление поврежденной ДНК. и нормализация процесса репликации.

Неблагоприятные биологические эффекты ультрафиолетовой радиации, связанные с недостатком УФ излучения

Световое голодание - патологическое состояние обусловленное длительным отсутствие УФИ. С ультрафиолетовым голоданием сталкиваются жители крайнего Севера, рабочие горнорудной промышленности, метрополитена, жители крупных городов. В городах недостаток ультрафиолета связан с загрязнением атмосферного воздуха пылью, дымом, газами, задерживающими УФ-часть солнечного спектра. Окна помещений не пропускают УФ-лучи с длиной волны λ < 310 нм. Значительно снижают УФ-поток загрязненные стекла и занавеси (тюлевые занавески снижают УФ-излучение на 20 %). Поэтому на многих производствах и в быту наблюдается так называемая «биологическая полутьма».

Основные проявления УФ голодания:

- синдром сезонного психо-эмоционального расстройства (в осенне-зимний период), характеризующийся депрессией, упадком сил, желанием замкнуться в себе, а также повышенным аппетитом и потребностью во сне;

- нарушение обмена веществ и развитие недостаточности витамина D, что сопровождается резким снижением сопротивляемости организма;

- снижение общей резистентности организма, что проявляется в увеличении частоты инфекционной заболеваемости.

 

Нормирование УФИ

В настоящее время действуют «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях» СН 4557-88. Нормируемой величиной является облученность, Вт/м1.

Указанные нормативы регламентируют допустимые величины УФИ для кожи с учетом длительности облучения в течение рабочей смены и площади облучаемой поверхности кожи.

Методические указания «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей» 5046-89, наряду с требованиями к облучательным установкам длительного и кратковременного действия, устанавливает нормы ультрафиолетовой облученности и дозы за сутки в эффективных и энергетических единицах, которые подразделяются на минимальные, максимальные и рекомендуемые.

Естественное освещение

Естественное освещение помещений обеспечивается прямыми солнечными лучами (инсоляция), рассеянным светом с небосвода и отраженным светом противостоящего здания и поверхностью покрытия. Отсутствие естественного света вызывает явление «светового голодания», т.е. состояние организма, обусловленное дефицитом ультрафиолетового облучения и проявляющееся в нарушении обмена веществ и снижении резистентности организма. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение.

Естественное освещение помещений зависит от светового климата, т.е. условий наружного естественного освещения, которые обусловлены:

- общими климатом местности:

- степенью прозрачности атмосферы;

- отражающей способностью окружающих предметов;

- географической широтой местности;

- ориентацией здания по сторонам света;

-  наличием затенения окон противостоящим зданием, которое в свою очередь зависит от расстояния между ними, высоты и цвета стен, а также близости зеленых насаждений;

- величиной оконных проемов, их формой и расположением.

Все эти факторы определяют продолжительность и интенсивность освещения помещения прямыми солнечными лучами, т.е. инсоляционный режим помещений. Гигиеническая классификация продолжительности инсоляции помещений учитывает общеоздоровительный, бактерицидный и психофизиологический эффекты прямого солнечного света, а также оптимальное сочетание всех факторов при соблюдении минимальных значений каждого из них. Рассеянный и отраженный свет, поступающий в помещение, не содержит многих частей солнечного спектра как видимого, так и ультрафиолетового диапазона, поглощенных различными объектами (поверхность земли, деревья, стены зданий, облака и др.), и поэтому с физиолого-гигиенических позиций не может считаться полноценным (табл.1).

Зрительные функции

1. Острота зрения (острота различения) - способность зрительного анализатора различать наименьшие детали объекта. Определяется наименьшим углом, под которым две смежные точки различаются как отдельные. Условно считают, что острота зрения равняется одной радиальной минуте. Острота различения возрастает пропорционально увеличению освещенности до 130-150лк, а с дальнейшим увеличением освещенности этот рост замедляется.

2. Контрастная чувствительность - способность зрительного анализатора воспринимать минимальную разность яркостей исследуемого объекта и фона. Она наибольшая при освещенности 1000 -2500 лк.

3. Скорость зрительного восприятия - время, на протяжении которого происходит осознание деталей объекта, который рассматривается. Эта скорость возрастает к освещенности 150 лк, а потом этот рост несколько снижается непропорционально росту освещенности.

4. Видимость - интегральная функция зрительного анализатора, которая учитывает основные его функции - остроту зрения, контрастную чувствительность, скорость зрительного восприятия.

5. Устойчивость ясного видения - отношение времени ясного видения объекта к суммарному времени рассматривания детали. Эта функция достигает оптимальных значений при освещенности 600- 1000 лк. Ее снижение свидетельствует о развитии утомления зрительного анализатора.

6. Функция цветового различия (восприятие). Белый, черный, серый цвета - ахроматические, характеризуются лишь яркостью, интенсивностью светопотока. Хроматические цвета - монохроматические, характеризуются яркостью и цветностью. Зрение наиболее чувствительно к желто-зеленой части видимого спектра, наименее чувствительно к фиолетовому излучению. При сумеречном и искусственном освещении (особенно при лампах накаливания) цветовая чувствительность зрительного анализатора снижается и искажается.

7. Адаптация - способность зрительного анализатора: а) уменьшать свою чувствительность при переходе от низкой до высокой освещенности (световая адаптация), которая наступает довольно быстро (за 2-3 минуты) и обусловлена преобразованиям зрительного пурпура в защитный черный пигмент в сетчатке глаза; б) увеличивать эту чувствительность при переходе от высокой к низкой освещенности (темновая адаптация), которая длится значительно дольше - до 40-60 минут и обусловлена восстановлением зрительного пурпура в сетчатке глаза.

8. Аккомодация - способность глаза регулировать остроту зрения в зависимости от расстояния до объекта рассматривания и освещения за счет изменений в преломлении света в оптической системе глаза, в основном за счет кривизны хрусталика. При уменьшении освещенности ниже 100-75 лк эта кривизна увеличивается, объект, который рассматривается, нужно приблизить к глазам. Недостаточная освещенность способствует перенапряжению системы аккомодации, развитию усталости и переутомления зрительного анализатора, а в несформированном зрительном анализаторе (дети, подростки) - развитию близорукости, особенно, когда к этому есть врожденная предрасположенность.

9. Критическая частота мигания определяется временами, на протяжении которого в зрительном анализаторе сохраняются следы образов: изображение объекта, которое исчезло с поля зрения, еще какой-то миг остается видимым в зависимости от яркости этого объекта. Физиологической основой этой функции зрения есть те самые процессы разрушения и восстановления зрительного пурпура. На этой функции зрения основывается величайшее изобретение человечества - кино. Частое изменение кадров (25 за секунду), близких за конфигурацией объектов и затемнение экрана обеспечивают непрерывность и динамику изображения.

 

Способность глаза к восприятию яркостей воздействующих световых раздражителей принято называть светоощущением.

Минимальная световая энергия, способная вызвать ощущение света, называется порогом светоощущения, который зависит от ряда факторов: длительности действия, угла зрения, под которым наблюдается световой раздражитель и др.

ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

 

 

Источниками искусственного освещения являются лампы накаливания и газоразрядные лампы, различающиеся принципом генерирования света.

Лампы накаливания генерируют свет на принципе теплового нагрева. Видимое излучение возникает в результате нагрева тела нити лампы до температуры свечения, от которой и зависит спектральный состав света; в лампах накаливания это преимущественно оранжево-красная часть спектра. Цветовая температура ламп накаливания составляет 2800-3600 ?К. В силу этого светящаяся нить лампы создает высокую яркость, превосходящую абсолютно слепящую. Кроме того, сами лампы становятся источником обогрева окружающего воздуха (70-80% приходится на долю теплового излучения), и лишь 5% потребляемой энергии превращается в свет.

Газоразрядные лампы генерируют свет на принципе люминесценции (люминесцентные лампы), при котором разные виды энергии - электрическая, химическая и др. превращаются в видимое излучение. Явление электролюминесценции используется в неоновых, аргоновых, ртутных, ксеноновых, натриевых и т.п. газоразрядных дампах.

Различаются газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого (ДРЛ) давления.

Люминесцентная лампа низкого давления имеет форму цилиндрической трубки, длина и диаметр которой определяют тип и мощность лампы. Цилиндр содержит небольшое количество ртути и газ (аргон, неон и т.д.), находящийся под давлением 3-4 мм рт.ст. Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение, возникающее при электрическом разряде в парах ртути, в видимое излучение, спектральная характеристика которого зависит от состава и способа приготовления люминофора. Выпускаются несколько типов люминесцентных ламп с цветовой температурой от 6500 до 3600 ?К, генерирующих свет различного спектрального состава.

Цветопередача люминесцентных ламп связана с подбором люминофора.

В зависимости от состава люминофора различают следующие основные типы люминесцентных ламп:

- ЛД - дневного света;

- ЛБ - белого света;

- ЛХБ - холодно-белого света;

- ЛТБ - тепло-белого света;

- ЛБЦТ - белого света с улучшенной цветопередачей и др.

Преимущества газоразрядных ламп:

- спектр излучения может быть приближен к солнечному;

- излучение рассеянного света без теней и бликов;

- обеспечение высокой светоотдачи (в 2 раза больше по сравнению с лампами накаливания при одинаковой мощности);

- экономичность по расходу энергии и сроку действия.

Недостатки люминесцентных ламп:

- эффективность эксплуатации при температурах воздуха не ниже +12 ?С;

- монотонный шум;

- искажение цветопередачи;

- наличие стробоскопического эффекта, т.е.:

 

Системы освещения подразделяются на:

- общие: равномерные (при равномерном размещении светильников по всей площади помещения) или локализованные (при расположении светильников с учетом размещения оборудования и рабочих мест);

- местные - для освещения только рабочей поверхности;

- комбинированные. При этой системе местное освещение используется для создания на рабочих поверхностях высоких уровней яркости, а общее - для обеспечения равномерности освещения участков производственных помещений (у стен, проходов и др.).

 

Систему общего освещения можно рекомендовать в следующих случаях: если работа проводится при отсутствии фиксированных рабочих мест, при высокой плотности расположения оборудования, при невысокой точности зрительных работ.

Систему комбинированного освещения используют при выполнении работ высокой точности; при оборудовании, имеющем вертикальные и наклонные поверхности; на рабочих поверхностях, требующих постоянного изменения направления падающего света.

Следует отметить, что комбинированная система более экономична, но оптимальные общегигиенические условия труда обеспечивает общая система освещения.

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Инфракрасное излучение представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 760 нм до 25 000 нм.

Нормирование ИК излучения

Санитарные нормативы дифференцированы в зависимости от производимых работ, времени облучения и др.

Например, для предприятий черной металлургии тепловое облучение не должно превышать 140 Вт/м².

 

 

24.2. фИЗИологИЧЕСкИЕ МЕтоДЫ оценки

 

зрительного анализатора

 

Высокая зрительная нагрузка, характерная для ряда профессий, сочетающаяся с неблагоприятной по уровню и качеству световой обстановкой, достаточно часто является причиной функциональных и органических нарушений со стороны зрительного анализатора. Эти изменения могут быть обнаружены при динамическом исследовании ряда наиболее адекватных физиологических показателей, проводимых как с целью выявления утомления при интенсивной зрительной нагрузке, так и для характеристики световых условий при выполнении постоянной зрительной работы.

 

 

Условием

Адаптация. В природе яркость окружающих нас предметов меняется в широком диапазоне. Для успешной работы зрительного анализатора при таком перепаде яркости глаз обладает способностью адаптироваться.

 

Существует несколько механизмов зрительной адаптации. Быстрая и не утомительная (световая) - это пупилломоторная адаптация, когда при оптимальных уровнях яркости поля зрения диаметр зрачка меняется от 2 до 8 мм. При этом перепады яркости в 10-15 раз будут глазом не заметны. При низких уровнях яркости зрительная адаптация (темновая) происходит за счет ретиномоторных и биохимических процессов в сетчатке - длительных и весьма утомительных для глаза.

 

Работа при низких уровнях яркости приводит к снижению зрительной работоспособности и производительности труда.

 

 

Упругие волны

Вопросы для опроса.

1. Классификация упругих волн.

2. Инфразвук. Источники инфразвука.

2.1. Физические характеристики инфразвука.

2.2. Биологическое действие инфразвука.

3. Слышимый звук.

3.1. Физические характеристика звука.

3.2. Биологическое действие звука.

4. Ультразвук.

4.1. Физические характеристики ультразвука.

4.2. Биологическое действие ультразвука.

5. Вибрация.

5.1. Физические характеристики вибрации.

5.2. Биологическое действие вибрации.

6. Гигиеническая регламентация упругих волн.

7. Санитарная оценка интенсивности упругих волн.

 

Классификация упругих волн

№	Упругие волны	Диапазон частот
1	Инфразвук	<16 Гц
2	Слышимый звук	16 – 20 000 Гц
3	Ультразвук	20 000 – 109 Гц
4	Гиперзвук	>109 Гц
5	Вибрация	<16 Гц – >20 000 Гц

 

ИНФРАЗВУК

Инфразвуком (инфразвуковым шумом) называют любые акустические колебания или совокупность таких колебаний в частотном диапазоне ниже 16 Гц.

Физические характеристики инфразвука

1. Длина волны составляет десятки и сотни метров в зависимости от частоты инфразвука;

2. Инфразвук имеет во много раз большие амплитуды колебаний, чем акустические волны, при равных мощностях источников звука;

3. В связи с большой длиной волны инфразвук огибает, практически, все возможные на пути распространения преграды, не задерживаясь, т.е. способен к дифракции.

4. Сила или интенсивность инфразвука и звуковое давление измеряются в Вт/м², Н/м², эрг/см²×сек, Па.

5. Уровень силы инфразвука измеряется в дБ.

6. Спектральный состав (преобладающие частоты и уровни).

7. Временны'е параметры (постоянный или непостоянный, суммарное время воздействия).

8. Степень выраженности инфразвуковой составляющей – это её уровень относительно уровня слышимого шума по их разности.

9. Инфразвуковые колебания способны вызывать вибрацию крупных объектов вследствие явлений резонанса.

Указанные особенности инфразвуковых волн затрудняют борьбу с ними, так как классические способы, применяемые для снижения шума (звукопоглощение и звукоизоляция), а также удаление от источника в данном случае малоэффективны.

 

Источники инфразвука

Природные источники	Техногенные источники
Турбулентность потоков жидкостей и газов. Штормовые волнения моря. Приливные волны. Движение воздуха над изрезанной горами земной поверхностью. Землетрясения. Извержения вулканов. Взрывы болоидов. Полярные сияния. Сильные грозы. Смерчи.	Компрессоры. Турбины. Промышленные вентиляторы. Дизельные двигатели. Электровозы. Авиационная техника. Космическая техника. Ударный инструмент. Крупногабаритные машины и механизмы. Наземные транспортные средства.

 

Из множества спектров производственных и транспортных шумов, содержащих инфразвуковые составляющие, можно выделить три основных типа:

• инфразвуковые - наибольшие уровни звукового давления (УЗД) приходятся на октавные полосы среднегеометрических частот 2-26 Гц;

• инфранизкочастотные - наибольшие УЗД приходятся на полосы среднегеометрических частот 2-125 Гц;

• низкочастотные - максимум УЗД находится в октавных полосах 31,5-125 Гц

 

ШУМ

Шум - сочетание звуков различной частоты и силы, вызывающее неприятные ощущения у человека или любой нежелательный для человека звук.

Звук представляет собой волнообразно распространяющийся в упругой среде колебательный процесс в виде чередующихся волн сгущения и разряжения частиц этой среды - звуковые волны.

Источником звука может являться любое колеблющееся тело. При соприкосновении этого тела с окружающей средой образуются звуковые волны. Волны сгущения вызывают повышение давления в упругой среде, а волны разряжения - понижение. Отсюда возникает понятие звукового давления - это переменное давление, возникающее при прохождении звуковых волн дополнительно к атмосферному давлению.

Источники ШУМА

Шум является одним из наиболее распространенных неблагоприятных факторов производственной среды, воздействие которого на работающих сопровождается развитием у них преждевременного утомления, снижением производительности труда, ростом общей и профессиональной заболеваемости, а также травматизма.

В настоящее время трудно назвать производство, на котором не встречаются повышенные уровни шума на рабочих местах. К наиболее шумным относятся горнорудная и угольная, машино- строительная, металлургическая, нефтехимическая, лесная и цел- люлозно-бумажная, радиотехническая, легкая и пищевая, мясомолочная промышленности и др.

Примеры шумов, характерных для различных отраслей промышленности, в абсолютном большинстве случаев имеют общую форму спектров: все они широкополосные, с некоторым спадом звуковой энергии в области низких (до 250 Гц) и высоких (выше 4000 Гц) частот с уровнями 85-120 дБА. Исключением являются шумы аэродинамического происхождения, где уровни звукового давления растут от низких к высоким частотам, а также низкочастотные шумы, которых в промышленности по сравнению с описанными выше значительно меньше.

Биологическое действие шума

Неспецифические изменения в виде синдрома неврастении и реже в виде синдрома вегетососудистой дисфункции (нейроциркуляторной дистонии преимущественно по гипертоническому типу).

Воздействие шумового фактора на человека состоит из двух составляющих:

ауральный эффект - нагрузка на орган слуха как систему, воспринимающую звуковую энергию, оценивается по «утомление органа слуха», выражающееся в смещении порогов восприятия тонов, которое пропорционально величине звукового давления и времени экспозиции;

экстраауральный эффект (или неспецифический) - воздействие на центральные звенья звукового анализатора как систему приема информации, которое можно объективно оценить по интегральным физиологическим показателям.

Таким образом, шум является обще- биологическим раздражителем и оказывает влияние не только на слуховой анализатор, но, в первую очередь, действует на структуры головного мозга, вызывая сдвиги в различных системах организма. Проявления шумового воздействия на организм человека могут быть условно подразделены на специфические изменения, наступающие в органе слуха, и неспецифические, возникающие в других органах и системах.

Неспецифические проявления

ЦНС. Головные боли, несистематические головокружения, Повышенная утомляемость, эмоциональная неустойчивость, снижение памяти, нарушение сна.

ССС. Сердцебиения и боли в области сердца, повышение артериального давления.

ЖКТ. Снижение аппетита, дисфункция желудка, нарушение его эвакуаторной функции, изменение кислотности желудочного сока.

Иммунная система. Снижение иммунологической реактивности, снижение общей резистентности организма, что проявляется в повышении уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности в 1,2 – 1,3 раза.

создаются благоприятные условия для развития аутоиммунных и аллергических процессов; снижается противоопухолевый иммунитет.

Обмен веществ. При воздействии интенсивного шума 95 дБА и выше может иметь место нарушение витаминного, углеводного, белкового, холестерино- вого и водно-солевого обменов.

Специфические проявления

Общепризнано, что ведущим признаком неблагоприятного влияния шума на организм человека является медленно прогрессирующее понижение слуха по типу кохлеарного неврита (при этом, как правило, страдают оба уха в одинаковой степени).

Профессиональное снижение слуха относится к сенсоневральной (перцепционной) тугоухости. Под этим термином подразумевают нарушение слуха звуковоспринимающего характера.

Снижение слуха под влиянием достаточно интенсивных и длительно действующих шумов связано с дегенеративными изменениями как в волосковых клетках кортиева органа, так и в первом нейроне слухового пути - спиральном ганглии, а также в волокнах кохлеарного нерва. Однако единого мнения о патогенезе стойких и необратимых изменений в рецепторном отделе анализатора не существует.

Профессиональная тугоухость развивается обычно после более или менее длительного периода работы в шуме. Сроки ее возникновения зависят от интенсивности и частотно-временных параметров шума, длительности его воздействия и индивидуальной чувствительности органа слуха к шуму.

Жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, шум в ушах, которые могут возникать в первые годы работы в условиях шума, не являются специфическими для поражения слухового анализатора, а скорее характеризуют реакцию ЦНС на действие шумового фактора. Ощущение понижения слуха возникает обычно значительно позже появления первых аудиологических признаков поражения слухового анализатора.

С целью обнаружения наиболее ранних признаков действия шума на организм и, в частности, на звуковой анализатор, наиболее широко используется метод определения временного смещения порогов слуха (ВСП) при различной длительности экспозиции и характере шума.

В России степень профессиональной тугоухости оценивается по средней величине потерь слуха на трех речевых частотах (0,5-1-2 кГц); величины более 10, 20, 30 дБ соответствуют 1-й, II-й, III-й степени снижения слуха.

Нормирование шума

В гигиенической практике в качестве критерия нормирования используют предельно допустимые уровни (ПДУ) для рабочих мест, допускающие ухудшение и изменение внешних показателей деятельности (эффективности и производительности) при обязательном возврате к прежней системе гомеостатического регулирования исходного функционального состояния с учетом адаптационных изменений.

Нормирование шума проводится по комплексу показателей с учетом их гигиенической значимости. Действие шума на организм оценивают по обратимым и необратимым, специфическим и неспецифическим реакциям, снижению работоспособности или дискомфорта.

УЛЬТРАЗВУК

Ультразвук (УЗ) - это упругие колебания и волны с частотой выше 20 кГц, не слышимые человеческим ухом. В настоящее время удается получать ультразвуковые колебания с частотой до 10 ГГц .

Различают низкочастотны УЗ – 20 000 – 100 000 Гц

Высокоочастотный УЗ - 100 000 – 1 000 000 Гц

Ультразвуковые волны по своей природе не отличаются от упругих волн слышимого диапазона. Распространение ультразвука подчиняется основным законам, общим для акустических волн любого диапазона частот. К основным законам распространения ультразвука относятся законы отражения и преломления на границах различных сред, дифракции и рассеяния ультразвука при наличии препятствий и неоднородностей на границах, законы волноводного распространения в ограниченных участках среды.

Вместе с тем высокая частота ультразвуковых колебаний и малая длина волн обусловливают ряд специфических свойств, присущих только ультразвуку.

Особенности ультразвука

- Малая длина волны (<1,5 см) даёт возможность получать направленный сфокусированный пучок большой энергии;

- ультразвуковые волны способны давать отчётливую акустическую тень, так как размеры экранов всегда будут соизмеримы или больше длины волны;

- проходя через границу раздела двух сред, ультразвуковые волны могут отражаться, преломляться и поглощаться;

ультразвук, особенно высокочастотный, практически не распространяется в воздухе, так как звуковая волна, распространяясь в среде, теряет энергию пропорционально квадрату частоты колебаний.

Источники ультразвука. 

В настоящее время ультразвук широко применяется в машиностроении, металлургии, химии, радиоэлектронике, строительстве, геологии, легкой и пищевой промышленности, рыбном промысле, медицине и т.д.

Применение ультразвука

Среди многообразия способов применения ультразвука с позиций оценки их возможного неблагоприятного влияния на организм выделяют два основных направления:

1. Применение низкочастотных (до 100 кГц) ультразвуковых колебаний, распространяющихся контактным и воздушным путями, для активного воздействия на вещества и технологические процессы - очистка, обеззараживание, сварка, пайка, механическая и термическая обработка материалов (сверхтвердых сплавов, алмазов, керамики и др.), коагуляция аэрозолей; в медицине - ультразвуковой хирургический инструментарий, установки для стерилизации рук медперсонала, различных предметов и др.

2. Применение высокочастотных (100 кГц - 100 МГц и выше) ультразвуковых колебаний, распространяющихся исключительно контактным путем, для неразрушающего контроля и измерений; в медицине - диагностика

Исследование сердца, обнаружение инородных тел, камней, диагностика опухолей, диагностика кистозных образований, диагностика отслоений сетчатки, диагностика кровоизлияний, определение плотности сросшейся и повреждённой кости, диагностика повреждений звуковоспринимающего аппарата и т.д.

Лечение различных заболеваний. Оказывает болеутоляющее, спазмолитическое, противовоспалительное и бактерицидное действие, улучшает крово- и лимфообращение, стимулирует деятельность нервной и эндокринной систем, усиливает защитные реакции организма, снижает артериальное давление, Разрушает опухолевые ткани, способствует сращению переломов, используется для лечения катаракты, используется для борьбы с фантомными болями.

Анализ распространенности и перспектива применения разнообразных ультразвуковых источников показал, что 60-70% всех работающих в условиях неблагоприятного воздействия ультразвука составляют дефектоскописты, операторы очистных, сварочных, ограночных агрегатов, врачи ультразвуковых исследований (УЗИ), физиотерапевты, хирурги и др.

Используемые в лечебно-профилактических учреждениях диагностические установки работают в диапазоне частот 0,8-20,0 МГц (ВЧ УЗ), частота следования импульсов - 50-100 Гц. Диагностическое сканирование выполняется ручным ультразвуковым датчиком. Продолжительность одного исследования колеблется от 15-20 мин до 1-1,5 ч. Уровни высокочастотного контактного ультразвука, воздействующего на руки врача, составляют от 0,5-25,0-40,0 мВт/см2 до 1,0 Вт/см2 при диагностических исследованиях, занимающих 70% рабочего времени.

Ультразвуковая физиотерапевтическая аппаратура генерирует колебания с частотами 0,88 и 2,64 МГц. Уровни воздействующего на руки медперсонала постоянного и импульсного контактного ультразвука, распространяющегося через боковую поверхность ручного излучателя, составляют 0,02-1,5 Вт/см. Длительность одной процедуры не превышает 15 мин, время контакта с ультразвуком равно 33% за смену.

В целях унификации критериев и методов оценки степени производственных воздействий ультразвука разработана «Гигиеническая классификация ультразвука, воздействующего на человека» (табл. 1).

Работающие с технологическими и медицинскими ультразвуковыми источниками подвергаются воздействию комплекса неблагоприятных факторов производственной среды, ведущим из которых является ультразвук с частотой колебаний 20 Гц - 20,0 МГц и интенсивностью 50-160 дБ.

В ультразвуковой хирургической аппаратуре частота колебаний составляет 26,6-44,0-66,0-88,0 кГц. При работе хирургов отмечена контактная передача ультразвука на руки, длительность ультразвукового воздействия не превышает 14% рабочего времени. Интенсивность контактного ультразвука находится в пределах 0,07- 1,5 Вт/см2, уровни воздушного ультразвука на рабочих местах хирургов ниже допустимых - 80-89 дБ.

Применяемые в промышленности, биологии, медицине интенсивности контактного ультразвука принято подразделять на низкие (до 1,5 Вт/см2), средние (1,5-3,0 Вт/см2) и высокие (3,0-10,0 Вт/см2).

Таблица 1.

Низкочастотный УЗ.

Сведения о биологическом действии низкочастотного ультразвука весьма ограничены. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что низкочастотный ультразвук - это фактор, обладающий большой биологической активностью и способный вызывать функциональные и органические нарушения со стороны нервной, сердечно-сосудистой, кроветворной, эндокринной и других систем организма.

При систематическом воздействии интенсивного низкочастотного ультразвука с уровнями, превышающими предельно допустимые, у работающих могут наблюдаться функциональные изменения центральной и периферической нервной систем, сердечно-сосудистой, эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов, гуморальные нарушения.

При экспозиции ультразвуковыми колебаниями 130 дБ на частоте 25 кГц выявлены изменения сердечного ритма, картины крови, эндокринной функции и электрогенеза мозга (уплощение ЭЭГ); отмечаются усталость, повышенная утомляемость, снижение трудоспособности. При действии ультразвука частотой 20 кГц с уровнями звукового давления 120, 110 и 100 дБ на слух отмечено отсутствие заметных сдвигов порогов слуховой чувствительности после часовой экспозиции.

Вегетососудистая дистония и астенический синдром. Лица, длительное время обслуживающие низкочастотное ультразвуковое оборудование, предъявляют жалобы на головную боль, головокружение, общую слабость, быструю утомляемость, расстройство сна, сонливость днем, раздражительность, ухудшение памяти, повышенную чувствительность к звукам, боязнь яркого света. Встречаются жалобы на снижение температуры конечностей, приступы бледности или покраснения лица, нередки жалобы диспепсического характера.

Общецеребральные нарушения часто сочетаются с явлениями умеренного вегетативного полиневрита рук. Это обусловлено тем, что наряду с общим воздействием ультразвука на организм работающих через воздух низкочастотный ультразвук оказывает локальное действие при соприкосновении с обрабатываемыми деталями и средами, в которых возбуждены колебания, или с ручными источниками.

При воздействии низкочастотного ультразвука вегетативно-сосудистые нарушения наступают (при одинаковом стаже работы) раньше, чем при экспозиции к высокочастотному ультразвуку, и характеризуются наличием трофических расстройств, распространяющихся на мышечную ткань с последующей гипертрофией мышц кисти.

По сравнению с высокочастотным шумом, ультразвук слабее влияет на слуховую функцию, но вызывает более выраженные отклонения от нормы со стороны вестибулярной функции.

Высокочастотный УЗ.

Данные о действии высокочастотного ультразвука на организм человека свидетельствуют о полиморфных и сложных изменениях, происходящих почти во всех тканях, органах и системах.

Высокочастотный контактный ультразвук вследствие малой длины волны практически не распространяется в воздухе и оказывает воздействие на работающих только при контакте источника ультразвука с поверхностью тела. Изменения, вызванные действием контактного ультразвука, обычно более выражены в зоне контакта, чаще это пальцы рук, кисти, хотя не исключается возможность дистальных проявлений за счет рефлекторных и нейрогуморальных связей.

Среди работающих с источниками контактного ультразвука отмечен высокий процент жалоб на наличие парестезий, повышенную чувствительность рук к холоду, чувство слабости и боли в руках в ночное время, снижение тактильной чувствительности, потливость ладоней. Имеют место также жалобы на головные боли, головокружение, шум в ушах и голове, на общую слабость, сердцебиение, болевые ощущения в области сердца, развитие вегетативно-сосудистых поражений рук.

У операторов ультразвуковой дефектоскопии выявлена повышенная частота гемодинамических нарушений глаза, преимущественно в виде гипотонического состояния, проявляющегося атонией вен, венул и венозных колен капилляров переднего отдела глазного яблока, снижением ретинального давления, гипотонической ангиопатией сетчатки. Выявленные сосудистые нарушения глаз у данной профессиональной группы следует трактовать как проявление общего вегетососудистого нарушения, связанного с воздействием ультразвуковых колебаний (0,5-5,0 МГц, интенсивность до 1,0 Вт/см2).

Отмечено неблагоприятное воздействие контактного ультразвука на медицинский персонал, обслуживающий физиотерапевтическую и диагностическую аппаратуру, которое также проявляется развитием вегетативно-сосудистых поражений рук. Вегетативно-сенсорная (ангионевроз) полинейропатия рук, развивающаяся при воздействии контактного ультразвука, определяется механическими и физико-химическими механихмами, поскольку роль термического и кавитационного компонентов при уровнях, создаваемых источниками ультразвука в контактных средах, незначительна.

Специфические особенности воздействия на работающих контактного ультразвука, обусловленные его высокой биофизической активностью, проявляются в сенсорных, вегетативно-сосудистых нарушениях и изменениях опорно-двигательного аппарата верхних конечностей.

Наряду с изменениями нейромышечного аппарата у лиц, работающих с источниками контактного ультразвука, выявляются изменения костной структуры в виде остеопороза, остеосклероза дистальных отделов фаланг кистей, а также некоторые другие изменения дегенеративно-дистрофического характера.

Кожа является «входными воротами» для контактного ультразвука, так как при выполнении работ с различными ультразвуковымиисточниками в первую очередь озвучиванию подвергается кожа кистей рук.

Кожа в разных областях тела человека имеет различную чувствительность: кожа лица чувствительнее кожи живота, а кожа живота чувствительнее кожи конечностей. Ультразвук интенсивностью 0,6 Вт/см2 (частота 2,5 МГц) вызывает гиперемию кожи, нерезко выраженный отек дермы.

Воздействие ультразвука интенсивностью 0,4 Вт/см2 (1-2 МГц) сопровождается закономерным снижением величины рН поверхности кожи, что свидетельствует о преимущественном использовании для энергетического обмена углеводов, так как при их усиленных превращениях в тканях накапливаются кислые продукты обмена. Возможно, изменение рН поверхности кожи под влиянием ультразвука связано с повышением функциональной активности сальных желез. При воздействии ультразвука увеличивается число активных потовых желез, а соответственно, повышается экскреция хлоридов.

Клиническое и лабораторное обследование у дефектоскопистов выявляет следующие заболевания кожи: гипергидроз ладоней и подошв, дисгидроз ладоней и подошв, руброфития и эпидермофития стоп и кистей, себорея волосистой части головы и др.

При воздействии ультразвука малой интенсивности - 20-35 мВт/см2 (частота 1 МГц) повышается проницаемость сосудов кожи, тогда как локальное воздействие теплом, приводящее к повышению температуры кожи на 0,8-1,0 ⁰С, не оказывает какого-либо влияния на сосудистую проницаемость кожи. Следовательно, в процессах изменения сосудистой проницаемости кожи при воздействии ультразвуковых волн большую роль играет не термический фактор, а механический эффект.

Важным моментом в действии ультразвука и его обезболивающем эффекте является помимо снижения рН среды локальная аккумуляция гистамина, способствующая торможению проведения импульсов в синапсах симпатических ганглиев.

Выявлены закономерности в изменении сердечно-сосудистой деятельности при воздействии контактного ультразвука. Так, при озвучивании пациентов лечебными дозами ультразвука (2,46 МГц, 1 Вт/см2) наблюдается учащение сердечного ритма с изменением ЭКГ. Увеличение интенсивности ультразвука приводит к брадикардии, аритмии, снижению биологической активности. Аналогичные реакции наблюдаются при озвучивании не только области сердца, но и соседних с ним участков.

Изучение сосудистых реакций организма на воздействие ультразвука при контактной передаче показало, что малые дозы высокочастотного ультразвука (0,2-1,0 Вт/см2) вызывают сосудорасширяющий эффект, а большие дозы (3 Вт/см2 и выше) - сосудосуживающий эффект.

Воздействие ультразвука на организм сопровождается биохимическими изменениями: уменьшается количество белков в сыворотке крови, интенсифицируется обмен углеводов, увеличивается содержание в крови связанного билирубина, снижается активность ферментов, в частности, каталазы крови, увеличивается уровень адренокортикотропного гормона гипофиза (АКТГ) в плазме крови. Считают, что оптимальное стимулирующее действие на ферментативные процессы в тканях оказывает ультразвук интенсивностью 0,1-0,3 Вт/см2.

Изучение противоопухолевого действия высокочастотного ультразвука показало, что высокие интенсивности ультразвука (3,0- 10,0 Вт/см2) способствуют разрушению опухолевых клеток, тормозят рост опухолей.

Таким образом, при воздействии контактного ультразвука возможно развитие генерализованных рефлекторно-сосудистых изменений. Однако патогенез изменений, выявленных у больных с выраженными проявлениями ультразвуковой патологии желудочно-кишечного тракта, почек, сердечно-сосудистой системы, пока изучен недостаточно.

ВИБРАЦИЯ

― это механическое колебательное движение системы с упругими связями.

Простейшей формой вибрации является гармоническое колебание.

Вибрация как фактор производственной среды встречается в металлообрабатывающей, горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, строительной, авиа- и судостроительной промышленностях, в сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях экономики. Вибрационные процессы являются действующим началом при уплотнении, прессовании, вибрационной интенсификации, механической обработке материалов, вибрационном бурении, рыхлении, резании горных пород и фунтов, вибротранспортировке и т.п. Вибрацией сопровождается работа передвижных и стационарных механизмов и агрегатов, в основу действия которых положено вращательное или возвратно-поступательное движения.

К вибрирующим принято относить такие источники (объекты), при работе с которыми возникают вибрации, составляющие не менее, чем 20% от ПДУ, что соответствует 108 дБ (4,0?10-3 м/с) виброскорости или 112 дБ (4,0?10-1 м/с2) виброускорения.

Уровни вибрации на рукоятках механизированных и немеханизированных инструментов колеблются, в большинстве случаев, в пределах от 112-124 дБ, но могут на некоторых видах инструментов достигать 128-136 дБ (при оценке по корректированному уровню виброскорости), частотный диапазон при этом варьирует от 2 до 2000 Гц.

Параметры вибрации:

1. Период колебаний – время, в течение которого материальное тело совершает одно полное колебание.

2. Амплитуда – максимальное отклонение тела от положения устойчивого равновесия.

3. Скорость:

4. Ускорение:

Классификация вибрации

 

Рис. 6.1. Варианты направления условных координатных осей при локальной вибрации

Рис. 6.2. Направление условных координатных осей при общей вибрации: а - в положении стоя; б - в положении сидя

Вибрационная болезнь

1. Вибрационная болезнь, вызванная локальной вибрацией.

2. Вибрационная болезнь, вызванная общей вибрацией.

Вибрация может быть причиной профессионального заболевания - вибрационной болезни, основным симптомом которой является спазм мелких артериол и прекапилляров конечностей, как правило, кистей рук. Имеют место ангиотрофические нарушения (ангионевроз конечностей), снижение мышечной силы, тремор рук, вялость сухожильных рефлексов, развитие артрозов мелких суставов кисти, локтевых и плечевых суставов, изменения костной ткани. Снижается эластичность и увеличивается хрупкость костей. Нервно-мышечная проводимость ослаблена. При длительном воздействии вибрации развивается мышечная атрофия, нарастание трофических нарушений. Наблюдается повышение возбудимости мышц на фоне снижения их минеральной насыщенности.

Классификация вибрационной болезни (Артамонова В. Г., Лагутина Г. Н.)

• От воздействия общей вибрации.

- Начальные проявления (I степень):

· ангиодистонический синдром (церебральный или периферический);

· вегетативно-вестибулярный синдром;

· синдром сенсорной (вегетативно-сенсорной) полиневропатии нижних конечностей.

- Умеренно выраженные проявления (II степень):

· церебрально-периферический ангиодистонический синдром;

· синдром сенсорной (вегетативно-сенсорной) полиневропатии в сочетании:

а) с полирадикулярными нарушениями (синдром полирадикулоневропатии);

б) вторичным пояснично-крестцовым корешковым синдромом;

в) функциональными нарушениями нервной системы (синдром неврастении).

- Выраженные проявления (III степень):

синдром сенсомоторной полиневропатии;

синдром дисциркуляторной энцефалопатии в сочетании с

периферической полиневропатией (синдром энцефалополиневропатии).

Гигиеническое нормирование

Вибрация нормируется по спектру колебательной скорости и ускорения в октавных или трехоктавных полосах со среднегеомет- рическими частотами от 0,8 до 80 Гц (общая вибрация) и от 8 до 1000 Гц (локальная вибрация) для каждого направления ее действия; предельно допустимые уровни дифференцированы в соответствии с характером трудовой деятельности для стационарного технологического и транспортно-технологического оборудования, транспортных средств и ручных машин, а также с учетом специфики воздействия вибрации, определяющей особенности развития утомления и патологии у работающих. Виды трудовой деятельности рассматриваются с позиций взаимодействия человека-оператора с машиной по степени его участия в управлении машиной - источником вибрации.

 

 

 

 

 

 

 

Генина Э.А. Методы биофотоники: Фототерапия. – Саратов: Новый ветер,

2012. – 119 с.: ил. http://diss.seluk.ru/m-mehanika/30002233-1-metodi-biofotoniki-fototerapiya-uchebnoe-posobie-saratov-noviy-veter-2012-udk-577345-615831-0758-bbk-287071ya73-g34-g34-genina.php

 

 

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий

 

СанПиН 2.3.4.551-96 Производство молока и молочных продуктов

 

Н 2.2.0.555-96 Гигиенические требования к условиям труда женщин

 

СанПиН 2.1.4.011-98 СПб Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству питьевой воды в Санкт-Петербурге. Контроль качества

 

МУК 4.2.1018-01    Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды

 

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

ЧАСТЬ I

Учебное пособие

 

Ростов-на-Дону

2016

 

 

УДК 614.3(075.8)

ББК 51.2Я7

О 28

Физические факторы среды обитания человека: учебное пособие / сост.: О.А. Свинтуховский, Т.В. Жукова, С.Н. Белик [и др.]; ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России, каф. общей гигиены. - Ростов н/Д: Изд-во РостГМУ, 2016. - 160 с.

 

Учебное пособие разработано на основе рабочей программы по дисциплине «Общая гигиена, санитарно-гигиенический мониторинг» ФГОС ВПО по специальности 32.05.01 (060105) «Медико-профилактическое дело», утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 12 августа 2010 г № 847.

 

Составители:

Свинтуховский О.А., Жукова Т.В., Белик С.Н., Харагургиева И.М.

Рецензенты:

Квасов А.Р., доктор медицинских наук, зав. кафедрой гигиены ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России.

Жижин К.С., доктор медицинских наук, профессор кафедры противопожарной безопасности РГСУ.

 

Утверждено центральной методической комиссией ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 2 от 7 октября 2016 г.

 

Утверждено центральной предметной комиссией по гигиеническим дисциплинам ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 1 от 15 сентября 2016 г.

 

Одобрено на заседании кафедры общей гигиены ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 2 от 9 сентября 2016 г.

 

 

© ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России, 2016

                  © Свинтуховский О.А., Жукова Т.В., Белик С.Н., Харагургиева И.М., 2016

Содержание

 

Инструкция по работе с учебно-методическим пособием
Практическое занятие № 1. Гигиеническая характеристика метеофактора. Температура, влажность, подвижность воздуха и атмосферное давление
Практическое занятие № 2. Метео
Практическое занятие № 3. ПМП. СЭП.
Практическое занятие № 4. Реакция на СЭП
Практическое занятие № 5. ЭМИ: радиоволновое, инфракрасное излучение
Практическое занятие № 6. ЭМИ: ультрафиолетовое, видимое излучение.
Практическое занятие № 7. Реакция организма на освещённость
Практическое занятие № 8. Шум
Практическое занятие № 9. Реакция на шум
Вопросы для контроля знаний к разделу «Физические факторы среды обитания человека»: часть I
Литература

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР

Согласно современным представлениям, в общем комплексном воздействии климата на организм человека существенная роль принадлежит изменчивости погоды. Основные метеорологические явления: восходящие и нисходящие течения воздуха, ветры, дожди, тучи, туманы, грозы и т.д. происходят в нижней части атмосферы - тропосфере, которая проходит над полюсами на высоте 7-8 км и над экватором до 17-18 км.

Погода - физическое состояние нижнего слоя атмосферы, характеризуемое комплексом метеорологических элементов, одновременно наблюдаемых в том или ином пункте земной поверхности.

Погодоформирующие факторы:

1. Естественные:

· Гелиофизические: интенсивность солнечной радиации (суммарная и эритемная – УФ-радиация, продолжительность солнечного сияния); солнечная активность (солнечные пятна, активные области, хромосферные вспышки, радиоизлучения).

· Геофизические: напряженность планетарного и аномального геомагнитного полей, геомагнитная активность (геомагнитные бури, импульсы). Напряженность электрического поля атмосферы, электропроводность воздуха, атмосферная ионизация, электромагнитные колебания и разряды.

· Метеорологические факторы: температура воздуха, радиационная температура поверхностей; влажность воздуха; направление и скорость движения воздуха;  атмосферное давление.

· Синоптические явления: облачность, осадки, их характер (дождь, снег).

· Химический состав приземного слоя атмосферы: концентрация кислорода, углекислого газа, атмосферных загрязнений.

· Географические факторы: Рельеф местности; характер подстилающей поверхности (снег, вода, почва и т.п.); атмосферная циркуляция (циклоны, антициклоны, атмосферные фронты, пассаты, муссоны и т.п.).

2. Антропогенные:

· Загрязнение атмосферы промышленными выбросами (смог);

· Уничтожение лесов, мелиорация, ирригация, создание искусственных водоемов.

Тип погоды зависит также от климата местности и сезона года.

Различают три клинических типа погоды:

1) клинически оптимальный;

2) клинически раздражающий;

3) клинически острый.

Клинически оптимальный тип погоды благоприятно действует на организм человека, вызывает бодрое настроение, оказывает щадящее действие и характеризуется умеренными колебаниями в течение суток температуры (не более 2 °С) и давления (не более 4 мбар) при небольшой подвижности воздуха (не более 3 м/с).

К клинически раздражающим типам относят комплекс погод с нарушением оптимального хода одного или нескольких метеорологических элементов. Это солнечная и пасмурная, сухая и влажная (относительная влажность не выше 90 %) погода, когда скорость ветра менее или равна 9 м/с, изменчивость температур не более 4 °С, а перепад давления - не более 8 мбар.

К клинически острым типам погоды относятся комплексы погод с резкими изменениями метеорологических элементов, когда изменчивость атмосферного давления более 8 мбар, температура - более 4 °С, скорость ветра - более 9 м/с. К таким погодам относятся сырые (более 90 % влаги), дождливые, пасмурные и очень ветреные.

Климат - многолетний режим погоды, свойственный той или иной местности, определяющийся закономерной последовательностью метеорологических процессов.

Климатоформирующие факторы:

· Географическая широта и долгота местности, которая определяет высоту стояния солнца над горизонтом, приток солнечной радиации на единицу поверхности земли;

· Высота над уровнем моря и рельеф местности (равнинная, обычная, горы);

· Тип земной поверхности (леса, лесостепь, степь, пустыня, водоемы);

· Близость моря, океана, характер морских течений (теплые, например Гольфстрим, холодные, например Лабрадорское);

· Особенности циркуляции воздушных масс атмосферы (циклоны, антициклоны, атмосферные фронты, пассаты, муссоны, господствующие местные направления и сила ветра, например фен, норд, бора, сирокко и т.п.).

Параметры климата:

1. Температура (среднесуточная, среднемесячная и т.д).

2. Влажность воздуха: с учётом количества осадков (дождя и снега).

3. Атмосферное давление.

4. Направление и скорость движения воздуха (роза ветров).

5. Световой режим.

Указанные факторы действуют на организм комплексно, часто отклоняются от комфортных условий и могут оказывать неблагоприятное влияние на самочувствие, работоспособность, а при длительном воздействии – на здоровье населения.

От климатических условий зависят :

-уровень физиологических процессов в организме человека,

-уровень основного обмена,

-уровень теплорегуляции.

Клиническая  классификация климата

Типы климата нашей страны распределены на две большие группы:

 - морской (климат северных и южных широт);

- континентальный ( горный, субтропический, полярный и равнинный климат).