1.1. Гигиенические проблемы воздушной среды
Атмосфера — огромный воздушный океан, окружающий планету со всех сторон в виде оболочки размером в четверть земного радиуса, которая абсолютно необходима для существования живых организмов.
Атмосфера состоит из тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы, ионосферы, экзосферы и магнитосферы.
К земной поверхности прилегает тропосфера— наиболее плотный слой воздуха размером 7–10 км на полюсах и 16–18 км — над экватором. В тропосфере происходит непрерывное перемешивание слоев воздуха по горизонтали и по вертикали, что приводит к понижению температуры воздуха с высотой. Здесь сосредоточено около 75% всей массы атмосферного воздуха, основное количество паров воды и пылевых частиц, способствующих образованию облаков. В этой связи тропосферу нередко называют «кухней погоды», и свойства этого атмосферного слоя оказывают наибольшее влияние на биологические объекты.
Следующий слой — стратосфера простирается вверх еще на 40 км. Он характеризуется разреженностью воздуха, незначительным содержанием водяных паров и отсутствием пыли. Под влиянием космического и коротковолнового УФ-излучения Солнца происходит ионизация молекул газов воздуха, особенно кислорода, вследствие чего образуются молекулы озона, создающие озоновый слой атмосферы толщиной всего в несколько миллиметров. Однако биологическая роль его чрезвычайно велика, о чем будет сказано дальше.
Над стратосферой находится еще более разреженный слой воздуха — мезосфера, простирающаяся на высоту до 80 км.
Термосфера — слой атмосферы над мезосферой от высоты 80–90 км, температура в котором растет до высот 200–300 км, где достигает значений порядка 1500 °K (Кельвина), после чего остается почти постоянной до больших высот (1 °K=1 °С).
Далее идет слой ионизированного воздуха — ионосфера, размеры которой зависят от времени года и суток, составляя от 500 до 1000 км.
Выше него последовательно размещаются экзосфера (до 3000 км) и магнитосфера (от 3000 до 50 000 км) — верхняя граница земной атмосферы.
Развитие космонавтики, успешно начатое человечеством в середине прошлого столетия, потребовало изучения влияния свойств и этих, очень удаленных слоев атмосферы, на состояние здоровья космонавтов для возможности их жизнеобеспечения в таких экстремальных условиях.
Известно, что человек может обходиться без воздуха в среднем 5 мин, после чего организм неизбежно погибает. Это свидетельствует о том, что воздух — жизненно важный фактор среды его обитания.
Воздух необходим:
- для поддержания процессов дыхания живых организмов, снабжая их организм кислородом;
- теплообмена организма, обеспечивая отдачу тепла различными путями;
- доступа к поверхности Земли оптической части солнечного спектра (видимых, УФ- и инфракрасных лучей);
- задержки инфракрасного излучения Земли благодаря присутствию в атмосфере водяных паров, озона и углекислого газа;
- способности ориентироваться в окружающем пространстве с помощью восприятия органами чувств зрительных и слуховых сигналов окружающей среды.
В процессе длительного взаимодействия организма человека с воздушной средой появились адаптационные механизмы, нарушение которых из-за резких изменений нормальных свойств воздуха может привести к их срыву и развитию патологических состояний в виде нарушений со стороны здоровья и снижения работоспособности.
Следует различать: чистый атмосферный воздух; атмосферный воздух промышленных регионов; воздух помещений жилых и общественных зданий; воздух помещений промышленных предприятий.
Указанные виды воздуха отличаются друг от друга по составу и свойствам, а значит, и по влиянию на организм человека, в том числе негативному. В этой связи для их оздоровления требуются разные гигиенические мероприятия.
Воздух имеет физические, химические и механические свойства, которые могут оказывать как благоприятное, так и неблагоприятное воздействие на организм человека.
Физические свойства воздуха: атмосферное давление, температура, влажность, подвижность, электрическое состояние, солнечная радиация, радиоактивность и электромагнитные волны, а также факторы малой интенсивности (ионизация воздуха, геомагнитное поле Земли, биоритмы).
От физических свойств воздуха зависят климат и погода.
Химические свойства: нормальный газовый состав воздуха и вредные газообразные примеси.
Механические свойства: наличие твердых частиц (пыль, зола, дым, сажа) и микроорганизмов.