Природный химический состав атмосферного воздуха его гигиеническое значение

2. Природный химический состав атмосферного воздуха, его гигиеническое значение.

У поверхности Земли в атмосферном воздухе содержится, %: кислорода — 20,93; азота — 78,1; углекислого газа — 0,03 — 0,04; инертных газов — от 10~ 3 до 10~ 6 %.

Кислород (О₂) необходим для окислительных процессов и находится в крови, в основном, в связанном состоянии — в виде оксигемоглобина, который переносится эритроцитами к клеткам организма.

Переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь происхо­дит благодаря разности парциального давления в альвеолярном воздухе и венозной крови. В силу этой же причины осуществляется поступление кислорода из артериальной крови в межтканевую жидкость и далее — в клетки.

В природе кислород расходуется, в основном, на окисление органических веществ, содержащихся в воздухе, воде, почве, и на процессы горения

Углекислый газ, или диоксид углерода, в при­роде находится в свободном и связанном состоянии. До 70 % угле­кислого газа растворено в воде морей и океанов, в состав некото­рых минеральных соединений (известняков и доломитов) входит около 22 % общего количества диоксида углерода. Остальное ко­личество приходится на животный и растительный мир.

Диоксид углерода является физиологическим возбудителем дыхательного центра. Его парциальное давление в крови обеспе­чивается регулированием кислотно-щелочного равновесия. В орга­низме он находится в связанном состоянии в виде двууглекислых солей натрия в плазме и эритроцитах крови. При вдыхании боль­ших концентраций диоксида углерода нарушаются окислительно- восстановительные процессы. Чем больше диоксида углерода во вдыхаемом воздухе, тем меньше его может выделить организм. Накопление диоксида углерода в крови и тканях ведет к развитию тканевой аноксии. При увеличении содержания диоксида углеро­да во вдыхаемом воздухе до 3 — 4 % отмечаются симптомы инток­сикации, при 8 % возникает тяжелое отравление и наступает смерть. По содержанию диоксида углерода судят о чистоте воздуха в жи­лых и общественных зданиях. Значительное накопление этого со­единения в воздухе закрытых помещений указывает на санитар­ное неблагополучие помещения (скученность людей, плохая вен­тиляция). Предельно-допустимая концентрация (ПДК) диоксида углерода в воздухе лечебных учреждений равна 0,07 %, в воздухе жилых и общественных зданий — 0,1 %. Последняя величина при­нята в качестве расчетной при определении эффективности вен­тиляции жилых и общественных зданий.

Азот. Наряду с кислородом и углекислым газом в состав атмо­сферного воздуха входит азот, который по количественному со­держанию является наиболее существенной частью атмосферного воздуха.

Азот принадлежит к инертным газам, он не поддерживает ды­хание и горение. В атмосфере азота жизнь невозможна. Азот является разбавителем кислорода, выполняя в связи с этим жизненно важную функцию, так как дыхание чистым кислоро­дом приводит к необратимым изменениям в организме. При изу­чении действия на организм различных концентраций азота от­мечено, что его повышенное содержание во вдыхаемом воздухе способствует наступлению гипоксии и асфиксии вследствие сни­жения парциального давления кислорода. При увеличении содер­жания азота до 93 % наступает смерть.

Наиболее выраженные неблагоприятные свойства азот прояв­ляет в условиях повышенного давления, что связано с его нарко­тическим действием. Известна также роль азота в происхождении кессонной болезни.

Источник

5. Природный химический состав атмосферного воздуха и гигиеническое значение отдельных его компонентов.

В сегодняшнем химическом составе атмосферы (рис.1) преобладает азот и кислород. Представительство таких элементов как углекислый газ, аргон и других инертных газов очень мало, в общей сложности около 1%, но минимальное изменение их содержания может оказать серьёзное влияние на жизнь нашей планеты.

Рис.1 Химический состав атмосферы

Доминирующие газы. Рассмотрим свойства химических элементов доминирующих в составе земной атмосферы.

Кислород. Кислород является одним из основных газов атмосферы (почти 21%), наиболее важен для жизни на планете. Атмосфера содержит порядка 10 15 тонн свободного кислорода, тогда как в земной коре его наверняка больше 10 19 тонн. Самый распространенный элемент на Земле (рис. 2).

Рис. 2 Соотношение кислорода и других химических элементов на Земле.

Именно благодаря нему возможно дыхание живых организмов. Кислород химически активен, легко вступает в реакции со многими химическими элементами и соединениями. Известны три изотопа кислорода – 16 O, 17 O, 18 O. В обычных условиях их содержание в атмосфере составляет соответственно (%) 99,74, 0,04 и 0,20. Сильнейшим окислителем является трехатомное соединение кислорода – озон (О₃ ). Он составляет в атмосфере незначительную примесь. На высоте примерно 22 – 25 км озон достигает максимальной концентрации – озоновый экран, который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца (0,29 микрона), губительное для всего живого.

Азот. Азот – одна из основных компонент органической материи, и ввиду того, что он химически гораздо менее активен, чем кислород, необходимы особые условия для образования соединений азота и для усвоения его живыми организмами. Эти условия еще пока недостаточно изучены. Азот – самый распространенный газ в атмосфере, около 78%. Азот атмосферы играет огромную роль в геохимических процессах, активно участвуя в дифференциации минерального вещества, с одной стороны, в синтезе органических веществ – с другой. Последнее обеспечивается биохимическими реакциями. Известно, что азот участвует в фотосинтезе, синтезе белков и нуклеиновых кислот. Следовательно, без азота жизнь в том виде, в котором мы её знаем, невозможна.

Углерод. Углерод в земной атмосфере в основном представлен углекислым газом (CO₂). Углекислый газ необходим растениям, так как используется ими для дыхания. Содержание CO₂ в атмосфере так же влияет на тепловой баланс Земли. Деятельность человека (сжигание угля и нефти) ведет к повышению его концентрации.

Водяной пар. Водяной пар играет главную роль в образовании парникового эффекта. Водяной пар пропускает коротковолновую солнечную радиацию, и поглощает длинноволновое излучение Земли. С ним связано образование облачных систем.

6. Гигиеническое значение движения воздуха. Нормирование в помещениях аптечных учреждений.

Санитарные нормы предусматривают обеспечение оптимальных или допустимых параметров микроклимата производственных помещений с учетом 5 категорий работ, характеризующихся различным уровнем энерготрат. Нормы регламентируют температуру, влажность, скорость движения воздуха и интенсивность теплового облучения работающих (с учетом площади облучаемой поверхности тела), температуру внутренних поверхностей, ограждающих рабочую зону конструкций (стен, пола, потолка) или устройств (например, экранов), температуру наружных поверхностей технологического оборудования, перепады температуры воздуха по высоте и горизонтали рабочей зоны, ее изменения в течение смены, а также предусматривают необходимые мероприятия по защите рабочих мест от радиационного охлаждения. исходящего от поверхности стекла оконных проемов (в холодный период года) и нагревания от попадания прямых солнечных лучей (в теплый период).

Гигиенические требования включают в себя также показатель вентилируемости, температуры, влажности, давления, запыленности, радиации, силы электромагнитных излучений. Превышение допустимых пределов по этим показателям может указать здоровью и жизни человека, вызвать трудные психические состояния. Оптимальное значение температуры воздуха помещения составляет 19-23°С, рекомендуется относительная влажность воздуха 55%. Скорость движения воздуха не должна превышать 0,1 м/с на уровне лица человека.

Гигиеническое значение вентиляции и отопления заключается в создании оптимального микроклимата помещения по температуре, скорости движения воздуха, его влажности, химической и микробной чистоте, запыленности, способствующего сохранению и укреплению здоровья и повышению работоспособности человека. Гигиенические требования к вентиляции и отоплению сводятся к их достаточности для конкретного помещения, постоянству в течение суток и равномерности для всего помещения.

Источник

93. Химический состав атмосферного воздуха и его гигиеническое значение для человека. Источники загрязнения атмосферного воздуха.

Естественный химический состав воздушной среды. Химический состав атмосферного воздуха представляет собой смесь газов. К основным составным частям воздуха относятся: кислород — 20,9%, азот — 78,07, диоксид углерода (углекислый газ) — 0,03-0,04%. Наряду с этими газами в воздушной среде в небольшом количестве содержатся инертные газы аргон, неон, криптон, гелий, ксенон. Общее их количество не превышает 1%. В виде следов в атмосфере обнаруживается водород, а также радиоактивные газы радон, торон, актинон. Все перечисленные газы относятся к нормальному природному составу воздуха.

Самая важная часть нормального состава воздуха — кислород. Кислород служит необходимым условием существования жизни на Земле. Он необходим для дыхания человека, животных и растений. Кислород поддерживает в ОС процессы горения, окисления и гниения. Источниками кислорода служат сложные природные процессы. Запасы кислорода постоянно пополняются за счет фотосинтеза растений, которые потребляют углекислый газ и выделяют кислород. Этот процесс обеспечивает постоянство содержания кислорода в атмосферном воздухе. В настоящее время установлено также, что под действием ультрафиолетовых (УФ) лучей молекулы воды распадаются в атмосфере с образованием кислорода. Это второй источник кислорода на Земле. Биологическое значение кислорода для человека определяется участием его в жизненно важных окислительных реакциях организма.

Другая нормальная составная часть воздуха — трехвалентная химическая модификация кислорода озон. Установлено, что общая масса озона в атмосфере составляет 3,5 млрд т. Озон образуется в атмосфере при воздействии на кислород коротковолновой части УФ-лучей. Гигиеническое значение озона заключается в том, что он поглощает ИК-лучи, идущие от Земли, препятствуя удалению тепла в космическое пространство, тем самым предотвращая переохлаждение Земли. Вторая функция озона состоит в том, что он служит показателем чистоты атмосферного воздуха. И наконец, озон поглощает солнечные УФ-лучи, обладающие повреждающим действием на биологические ткани (озоновый слой атмосферы). Вместе с тем озон, соединяясь с некоторыми токсичными химическими промышленными выбросами, делает эти соединения еще более токсичными.

Следующая важная составная часть воздуха — углекислый газ. Запасы углекислого газа в природе велики. В большом количестве он содержится в воде морей и океанов, в минералах, известняке, каменном угле, нефти, растениях. Углекислый газ ассимилируется растениями. При этом если углекислого газа в атмосфере больше 0,1%, то ассимиляция идет быстрее, если меньше, то медленнее. Это и определяет постоянную его концентрацию в воздухе открытой атмосферы. Чем больше загрязнение атмосферы промышленными выбросами и выхлопами автомобилей, тем выше концентрации углекислого газа. Углекислый газ может оказывать влияние на климат. Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере приводит к поглощению ИК-лучей, идущих от Земли, что приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы. Повышается средняя температура планеты, сглаживаются колебания температур. Такое явление, особенно характерное для современных условий, носит название «парниковый эффект».. Углекислый газ также играет важную роль в жизнедеятельности человека и животных, так как служит физиологическим возбудителем дыхательного центра. Снижение уровня содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе не отражается на самочувствии и состоянии здоровья человека, но повышение его концентраций в замкнутом пространстве может привести к серьезным нарушениям в организме. Установлено, что повышение концентрации углекислого газа до 2-2,5% не нарушает состояния организма, а до 3% вызывает ускорение и углубление дыхания. При 4% у человека отмечаются повышение артериального давления, шум в ушах, ускорение дыхания, учащение пульса, головная боль, наконец, при концентрации 8% и более возникают одышка, цианоз кожных покровов, потеря сознания, и наступает смерть от паралича дыхательного центра. Человек погибает «на вдохе»

Кроме газов, входящих в нормальный состав атмосферного воздуха, в атмосфере встречаются различные виды загрязнений: газообразные, парообразные, пылевые и микробные. Причинами загрязнения воздушной среды являются естественные процессы, происходящие на Земле, например, пыльные бури, извержения вулканов, процессы гниения (выделение аммиака, сероводорода), горения лесов (выделение угарного газа, золы, сажи), поступление в воздух болотного газа метана. Однако главная причина загрязнения атмосферы — производственная деятельность человека. При этом основными источниками загрязнения являются промышленные предприятия, транспорт и тепло электроэнергетика

Источник