Физические свойства воздуха

К физическим свойствам воздуха относятся атмосферное (барометрическое) давление, уровни и характер солнечной радиации, ионизации, радиоактивности, а также температура, влажность и скорость движения воздуха. Эти факторы обладают динамичностью и действуют на организм в основном комплексно.

От атмосферного давления зависят погодные условия, оказывающие серьезное влияние на здоровье. Нормальным считают давление, равное 760 мм ртутного столба при О ^ОС.

Солнечная радиация оказывает многостороннее биологическое воздействие на организм человека. Ультрафиолетовые лучи солнца обладают сильным биологическим действием, стимулируя образование витамина D. Гигиеническое значение этих лучей заключается в их бактерицидном действии. Инфракрасные лучи оказывают в основном тепловой эффект.

Под влиянием различных воздействий в воздухе может происходить процесс ионизации с образованием аэроиоиов. Аэроионы — это легкие ионы отрицательной или положительной полярности. Благоприятное действие на организм оказывают в основном легкие отрицательные аэроионы, преобладающие в чистом воздухе. В помещениях при повышении запыленности уменьшается число легких ионов и увеличивается количество положительных тяжелых ионов. Компьютеры, оргтехника, послушные фильтры и другие приборы могут отрицательно влиять на ионный состав воздуха, накапливать электрические заряды. Санитарными правилами установлены требования к аэрономному составу производственных и общественных помещений, где может иметь место недостаток или избыток аэроионов.

Радиоактивность атмосферного воздуха определяется космическими лучами и излучениями радиоизотопов, широко распространенных в природе. Уровень радиоактивности воздуха может повыситься при попадании в атмосферу искусственных радионуклидов. В нашей стране установлен строгий контроль уровня радиоактивности воздушной среды.

Температура воздуха непосредственно влияет на тепловой обмен человека. При высокой температуре воздуха возрастает отдача тепла с поверхности кожи, но возможности терморегуляции ограниченны. Если отдача тепла испарением из-за высокой влажности воздуха затруднена, может наступить перегревание. В условиях низкой температуры воздуха возможно переохлаждение организма. При температуре воздуха выше 25 ^оС или ниже –15 °С возможно нарушение теплового баланса организма, ухудшение самочувствия, снижение работоспособности. Длительное пребывание в неблагоприятных температурных условиях может привести к тем или иным заболеваниям.

Влажность воздуха влияет на организм человека в комплексе с температурой воздуха. Наиболее неблагоприятной является высокая влажность воздуха, способствующая перегреванию организма при температуре воздуха выше 25 °С и переохлаждению при низкой температуре.

Оптимальной для человека является относительная влажность в пределах от 30 до 60 %, в зависимости от температуры воздуха.

Движение воздуха характеризуется направлением и скоростью. Направление воздуха на местности определяется стороной света, откуда дуст ветер, и обозначается румбами — С, С-В, В, Ю-В, Ю, Ю-3, 3, С-3. При планировке городов, чтобы исключить неблагоприятное влияние промышленных предприятий на жилые кварталы, больницы, школы, предприятия питания, необходимо знать преобладающее, т. е. наиболее часто повторяющееся, направление ветра в данной местности. Графическое изображение частоты ветров по румбам называют розой ветров.

На рис. 10 роза ветров показывает, что преобладающее направление ветра в данной местности юго-восточное.

Скорость ветра измеряется в метрах в секунду или в баллах. Движение воздуха, действуя в комплексе с температурой и влажностью, влияет на тепловой обмен человека. Оптимальной считается скорость движения воздуха в пределах 0,1—0,2 м/с. Наличие сквозняков воспринимается как некомфортное состояние.

Оптимальные и допустимые параметры микроклимата. Организм человека обладает способностью приспосабливаться к условиям окружающей среды. К таким приспособительным механизмам относится терморегуляция — совокупность физиологических процессов, обеспечивающая постоянство температуры тела у человека и теплокровных животных. Терморегуляция осуществляется путем изменения интенсивности теплообразования и, в первую очередь, путем изменения теплоотдачи через кожу (испарение пота и др.)- Однако возможность терморегуляции не беспредельна. Неблагоприятные параметры микроклимата не только приводят к перегреву или переохлаждению, но и к ослаблению сопротивляемости организма и снижению иммунитета. В результате возрастает частота простудных заболеваний верхних дыхательных путей, заболеваний ревматизмом, невралгией, сердечно-сосудистыми болезнями, болезнями обмена и др.

Поэтому в производственных помещениях предприятии необходимо соблюдать санитарные правила и нормы для предотвращения неблагоприятного воздействия микроклимата рабочих мест на здоровье человека.

Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются: температура воздуха; температура поверхностей; относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового облучения.

На состояние теплового баланса человека значительное воздействие оказывает температура поверхностей в помещении. При низких температурах поверхностей наблюдается отрицательная радиация, т.е. потери организмом человека тепла посредством излучения, что способствует развитию простудных заболеваний. Для работы в условиях низкой температуры следует выдавать специальную рабочую одежду и рукавицы. При разгрузке мороженых продуктов, мытье продуктов холодной водой происходит местное охлаждение рук, нарушается кровообращение.

Повышенные температуры поверхностей при высокой температуре воздуха затрудняют отдачу тепла излучением и способствуют перегреву организма. На предприятиях питания присутствие нагретых поверхностей плит, котлов, жарочных шкафои и другого теплового оборудования увеличивает вероятность перегрева организма.

Согласно санитарным правилам допустимые величины интенсивности теплового облучения на рабочих местах от производственпого оборудования не должны превышать 70 Вт/м² при облучаемой поверхности тела человека 25—50 %.

Для предотвращения неблагоприятного влияния инфракрасного излучения на организм поваров и кондитеров следует:

• применять секционно-модульное оборудование;

• максимально заполнять посудой рабочую поверхность плит;

• на рабочих местах у печей, плит, жарочных шкафов и другого оборудования, работающего с подогревом, применять воздушное душирование;

• регламентировать внутрисменныс режимы труда и отдыха работающих.

В санитарных правилах для предприятий общественного питания приведены требования к оптимальным и допустимым параметрам микроклимата различных цехов и помещений.

Оптимальные микроклиматические условия обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены, поддерживают высокий уровень работоспособности персонала и не вызывают отклонений в состоянии здоровья.

В производственных условиях оптимальные параметры микроклимата определяются энергозатратами организма человека, т.е. степенью тяжести труда. Выполняемая персоналом предприятий общественного питания работа по уровню энергозатрат относится к 1а и 1б или IIа и IIб категориям работ.

Оптимальные значения микроклимата существенно различаются в холодный и теплый периоды года. Холодным периодом года считается время, когда среднесуточная температура наружного воздуха в течение нескольких дней равна или ниже +10 ^оС.

Теплый период года — период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 ^ОС.

Допустимые микроклиматические условия не должны вызывать нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению ощущения теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности.

Допустимые величины параметров микроклимата устанавливаются в тех случаях, когда по технологическим, техническим или экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины. Санитарные правила для предприятий питания требуют обеспечение допустимых параметров микроклимата при отсутствии системы кондиционирования. Даются диапазоны температур ниже и выше оптимальных величин. Так, например, а горячем цехе и и помещении для выпечки кондитерских изделий эти диапазоны соответственно составляют для теплого периода года 16,0—18,9 °С и 21,1-27,0 °С при относительной влажности от 15 до 75 %, а для холодного периода — 15,0-16,9 °С и 19,1—22,0°С и относительной влажности в тех же пределах. Температура поверхностей в теплый период года не должна превышать 29 °С.

При температурах воздуха +25 °С и выше необходимо снижать допустимые значения относительной влажности на 5 % на каждый градус температуры выше 24 °С, так как при высокой температуре воздуха возможность теплоотдачи с помощью испарения особенно важна для нормального теплообмена человека. Одновременно рекомендуется повышать скорость движения воздуха до 0,4-0,5 м/с.

Химический состав воздуха

Атмосферный воздух является физической смесью газов. В составе воздуха имеются постоянные компоненты (азот, кислород, аргон и др.) и в переменных количествах — различные примеси природного происхождения и загрязнения, обусловленные деятельностью человека (водяной пар, углекислый газ, оксиды серы и азота и др.).

Наиболее важной частью воздуха является кислород. Он необходим для осуществления окислительных процессов в организме. Животные и растения получают необходимую для жизни энергию за счет окисления различных веществ кислородом, поступающим и организмы при дыхании. Во вдыхаемом воздухе содержится 20,95 об. % кислорода. В выдыхаемом воздухе количество кислорода составляет около 16 %. При содержании кислорода в воздухе менее 14 % наступает кислородное голодание, менее 7-8 % - смерть. При отсутствии эффективной вентиляции скопление людей в закрытых помещениях или процесс горения топлива, в том числе газового, могут привести к значительному снижению концентрации кислорода в воздухе.

Преобладающим компонентом атмосферы является азот, на долю которого приходится 78,11 об. %. Азот служит разбавителем кислорода, так как жизнь в чистом кислороде невозможна.

Другие инертные газы — аргон, неон, гелий, криптон, ксенон не имеют физиологического значения.

Углекислый газ, или диоксид углерода, содержится в количестве 0,03—0,05 об. %, поступает в атмосферу в результате процессов дыхания, брожения, горения и т. п. В пыдыхасмом воздухе углекислого газа в 100 раз больше, чем во вдыхаемом. При недостаточной вентиляции помещений, где присутствует много людей, содержание этого газа достигает 1% и более. При этом отмечаются ухудшение самочувствия, тяжесть в голове и другие симптомы.

Концентрация углекислого газа в воздухе помещений выше 0,1 об. % свидетельствует о неэффективной работе вентиляции.

Содержание озона (О₃) в околоземном слое составляет в среднем 0,01—0,06 мг/м3. Содержание водяного пара в атмосферном воздухе подвержено значительным колебаниям от 0 до 4 об. % в зависимости от широты местности.

Вредные примеси. Различают газообразные и механические примеси к воздуху, возможно микробное загрязнение воздушной среды.

Газообразные примеси. Сернистый газ является наиболее распространенным загрязнителем атмосферы, поступает в воздух при переработке нефти, сжигании твердого и жидкого топлива, с выхлопными газами автомобилей. Повышенное количество этого газа в атмосферном воздухе приводит к ≪кислотным дождям≫ и гибели растительности. Сернистый газ обладает раздражающим и токсическим действием, поражает органы дыхания, способствует заболеванию людей бронхиальной астмой.

Оксиды азота образуются при сгорании всех видов топлива. Наиболее опасен диоксид азота, который принимает участие и реакциях с образованием ≪кислотных дождей≫, ≪фотохимического смога≫, вызывает раздражение органов дыхания человека, обладает выраженным токсическим действием.

Оксид углерода (угарный газ) — продукт неполного сгорания топлива, входит в состав выхлопных газос автомобилей. Угарный газ не имеет запаха, может незаметно накапливаться до значительных концентраций. Отравление человека наступает вследствие способности оксида углерода переводить гемоглобин в карбоксигемоглобин, не обладающий способностью переносить кислород, что приводит к кислородной недостаточности. Предельно допустимая концентрация оксида углерода в воздухе предприятий общественного питания — 20 мг/м3.

Аммиак может поступать в воздух с выбросами промышленных объектов, при неисправности холодильных установок с аммиачным охлаждением, а также при гниении органических веществ. Обладает выраженным запахом, раздражающим и токсическим действием.

Сероводород — газ с неприятным запахом, продукт переработки нефти и разложения органических веществ.

Акролеин образуется при термической деструкции жиров из глицерина. При высокой температуре акролеин находится в газообразном состоянии и входит в состав образующегося при жарке ≪чада≫. Акролеин относится к высокотоксичным соединениям, обладает раздражающим действием на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Предельно допустимая концентрация акролеина в воздухе предприятий общественного питания — 0,2 мг/м3.

Механические примеси представляют собой твердые грубодисперсные частицы (разного вида пыль, зола и др.) и аэрозоли — мелкие взвешенные в воздухе частицы (дымы, туманы и др.). Запыленность воздуха может приводить к изменениям климата, ухудшению санитарных условий и развитию хронических заболеваний человека.

Особенно опасны токсические виды пыли и аэрозолей. Сжигание топлива, копчение, подгорание продуктов при жарке приводят к образованию дыма и загрязняют воздушную среду бенз(а)пиреном (канцерогенное вещество первого класса опасности).

На предприятиях пищевой промышленности и общественного питания воздух может загрязняться мучной, сахарной и друтй пищевой пылью, пылью моющих средств. Мучная и сахарная пыль воздействует на кожу и верхние дыхательные пути, вызывая раздражения, дерматиты, разрастание соединительной ткани (фиброгснпое действие), может способствовать разрушению зубной эмали. Норматив для этих видов пыли — не более 6,0 мг/м3. Моющие синтетические средства, как правило, являются аллергенами, их концентрация в воздухе помещения не должна превышать 3,0—5,0 мг/м3 в зависимости от вида средств.

Санитарными правилами установлены ПДК (предельно допустимые концентрации) в рабочей зоне цехов предприятий питания для пяти вредных веществ — оксида углерода, акролеина, сахарной и мучной пыли и пыли моющих средств.

Микробное загрязнение. Воздушная среда может загрязняться микроорганизмами и служить фактором передачи инфекционных заболеваний человека (грипп, дифтерия, туберкулез и др.), привести к инфицированию и порче пищевых продуктов. Чем загрязненнсс воздух, тем больше там может быть микроорганизмов. В воздухе производственных цехов пищевых предприятий должно содержаться не более 100—500 бактерий в 1 м³ в зависимости от характера производства.

Охрана воздушной среды на предприятиях общественного питания обеспечивается благоустройством, асфальтированием и озеленением территории, своевременным удалением пищевых отходов. Существенно снизить загрязнение воздушной среды на самом предприятии позволяет использование современного технологического и вентиляционного оборудования.

Для предотвращения образования и попадания в воздух производственных помещений вредных веществ необходимо строго соблюдать технологические процессы приготовления блюд; при эксплуатации газовых плит обеспечивать полное сгорание топлива; при просеивании сыпучих продуктов или других работах включать местную вытяжную вентиляцию. Рекомендуется переход с газового теплового оборудования на электрическое.

Систематическая влажная уборка значительно уменьшает запыленность помещений и количество в них микроорганизмом. Для обеззараживания воздуха используется ультрафиолетовое облучение бактерицидными лампами.