Влияние климатических факторов среды обитания на организм

Человека, нормирование параметров микроклимата,

Приборы контроля.

Как известно, климатические условия среды обитания характеризуются следующими физическими параметрами воздушной среды: температурой, влажностью и скоростью движения воздуха, которые и определяют метеоусловия на открытой местности или микроклимат в производственных помещениях. С точки зрения производственной санитарии эти параметры определяют баланс человека с окружающей средой и оказывают влияние на его самочувствие и теплоощущение. Последнее в значительной мере зависит от интенсивности теплообмена с окружающей средой и от работы системы терморегуляции организма. Между тем терморегулирующая способность организма обеспечивает его защиту в ограниченном диапазоне изменения указанных параметров, за пределами которых необходимо проведение специальных мероприятий, направленных на обеспечение нормальных условий функционирования организма человека (Л.14).

В процессе жизнедеятельности человек постоянно находится в состоянии теплового взаимодействия со средой обитания, параметры которой изменяется порой самым непредсказуемым образом. Поскольку для эффективного протекания физиологических процессов в организме человека необходимо постоянство температуры, то в процессе эволюции и возникла система терморегуляции, в основе которой лежит принцип сохранения имеющегося тепла либо удаление его излишков в окружающую среду.

Количество выделяемого организмом человека тепла зависит от энергетических затрат, связанных с выполнением определенной физической работы и от параметров микроклимата в рабочей зоне.

Теплообмен может происходить как в прямом, так и в обратном направлении (от человека в окружающую его среду, если температура среды ниже температуры тела человека, либо от нагретых поверхностей к человеку). Теплоотдача от организма в окружающую среду может происходить путем теплопроводности (через одежду), путем конвекции тела, за счет излучения (в инфракрасном спектре длин волн), испарения влаги с поверхности кожи, а также за счет нагрева выдыхаемого воздуха.

Влияние температуры воздушной среды на организм человека связано с сужением или расширением кровеносных сосудов кожи, что ведет к замедлению или ускорению движения потоков крови к поверхности тела. В результате уменьшается либо увеличивается теплоотдача от организма человека в окружающую среду (физическая терморегуляция). Такой же эффект достигается путем усиления или ослабления интенсивности обменных процессов (химическая терморегуляция). При пониженных температурах теплоотдача идет в основном за счет конвекции и теплового излучения, при повышенных температурах - за счет испарения влаги.

Повышенная влажность воздуха в рабочей зоне затрудняет теплообмен между организмом человека и средой, так как при этом уменьшается интенсивность испарения влаги с поверхности кожи. Кроме того, пересыхают слизистые оболочки дыхательных путей. Пониженная влажность воздуха ведет к ускорению теплообменных процессов (Л.16,17).

Изменение скорости движения воздуха в рабочей зоне в определенной мере может привести к улучшению теплообменных процессов, однако при превышении этого параметра возможны так называемые сквозняки, являющиеся причиной различных простудных заболеваний.

Существенные отклонения параметров микроклимата от нормативных, определенных ГОСТом 12.1.005 – 88 «Воздух рабочей зоны», могут привести либо к перегреву, либо к переохлаждению человеческого организма со всеми нежелательными последствиями: при перегреве – учащение пульса и дыхания, обильное потоотделение, головокружение, слабость, нередко судороги и даже тепловой удар; при переохлаждении – хронические воспаления мышц, суставов, простудные заболевания и т.д.

В соответствии с указанным ГОСТом параметры микроклимата помещений нормируют как оптимальные, либо как допустимые (соответственно для следующих трех периодов времени года - холодный, теплый и переходный). При этом учитываются категории выполняемых работ (легкие, средней тяжести и тяжелые) и количество избыточного тепла в производственных помещениях (помещения с незначительным избытком тепла – холодные цеха; помещения со значительным избытком тепла – горячие цеха).

Температуру воздуха производственных помещений контролируют спиртовыми или ртутными термометрами, термографами (для записи показаний за определенный отрезок времени), Л.13, 14, 18.

Для измерения влажности воздуха используют гигрометры, гигрографы, стационарные психрометры Августа и аспирационные психрометры Ассмана. Значения влажности воздуха определяют с помощью номограмм.

Скорость движения воздуха определяют крыльчатыми анемометрами АСО – 3 (при скоростях от 0,3 до 5 м/с), чашечными анемометрами типа М – 13 (скорости выше 5 м/с), либо кататермометрами (при малых скоростях движения воздуха и температуре не более 29 град. Цельсия).

 

 

4.2. Токсикология вредных и опасных веществ, их классификация, принципы нормирования.

 

В р е д н ы м и называют такие химические вещества и их соединения, которые при их контакте с организмом человека могут вызывать существенные нарушения в состоянии его здоровья, выявляемые как в процессе контакта с ними, так и в более отдаленные сроки жизни человека и его последующих поколений (Л.19).

О п а с н ы м и называют такие химические вещества и их соединения, которые (при работе с ними) в определенных условиях могут быть причиной взрывов, отравлений, травм с тяжелым и смертельным исходом.

В последние годы мировое промышленное производство использует в своей деятельности более 60 тысяч разновидностей таких химических соединений (из 6,8 млн. известных), причем ежегодно их число возрастает примерно на 1000 наименований. Они встречаются в виде жидкостей, паров, газов, аэрозолей и в зависимости от их практического применения классифицируются на:

- промышленные яды, используемые при производстве различных растворителей, анилиновых красителей, газообразных видов топлива (бутан, пропан) и др.;

- ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве (гербициды, зооциды, инсектициды, и др.);

- биологические животные и растительные яды, содержащиеся в организмах животных и насекомых, в растениях и грибах;

- химические вещества, используемые в фармакологии как лекарственные средства;

- химические вещества и их соединения, используемые в виде пищевых добавок, в косметических препаратах, в средствах бытовой химии, личной гигиены и т.д.;

- боевые отравляющие вещества (зарин, зоман, фосген, иприт, синильная кислота, фитотоксиканты, токсины и др.).

В организм человека вредные вещества могут проникать через кожу, желудочно-кишечный тракт и через органы дыхания. Их токсикологическое действие зависит от количества вещества, попавшего в организм, его физико-химических свойств, взаимодействия с биологическими средами (кровью, лимфой и т.п.), длительности воздействия, путей поступления, распределения в организме, выведения, индивидуальной чувствительности организма и др. сопутствующих факторов окружающей среды.

По своему токсическому действию на организм человека и внешним признакам отравления вредные вещества классифицируются на девять следующих групп:

- раздражающие – поражают верхние дыхательные пути (ароматические углеводороды, окислы азота, аммиак, хлор и др.);

- ферментные - нарушают структуру ферментов (сулема, фосфорорганические соединения, мышьяк и его соединения, синильная кислота и др.);

- прижигающие и раздражающие кожу и слизистые оболочки (щелочи, кислоты, ангидриды и др.);

- нервные, вызывающие нарушение преимущественно психической активности (фосфорорганические соединения, алкоголь, наркотики, снотворные лекарственные препараты, угарный газ и др.);

- кровяные – нарушают работу ферментов, участвующих в активации кислорода, воздействуют на гемоглобин крови (анилин и его производные, мышьяковистый водород, окись углерода, свинец и его неорганические соединения);

- печеночные – вызывают структурные изменения ткани печени (хлорированные углеводороды, фенолы и альдегиды, бромбензол, фосфор, селен, ядовитые грибы);

- мутагенные – оказывают воздействие на генетический аппарат клетки (соединения свинца, ртути, никеля, некоторые хлорированные углеводороды);

- аллергены - вызывают нарушения в иммунной системе (производные пиридина, алкалоида, некоторые соединения никеля, пыльца некоторых видов растений и др.);

- канцерогены – вызывают образование злокачественных опухолей (полициклические углеводороды, ароматические амины, нитрозамины, азокрасители, каменноугольная смола, некоторые эндогенные продукты – стероидные гормоны, метаболиты триптофана и др.).

Существуют в литературе (Л.11, 14, 17) и другие признаки классификации вредных веществ, учитывающие, в частности, избирательные свойства отдельных ядовитых веществ, представляющих наибольшую опасность для определенных органов и систем организма человека (избирательная токсичность).

В обобщенном виде токсикологическая классификация вредных веществ может быть представлена следующей таблицей.

Таблица 1..

____________________________________________________

Общее токсическое воздействие Токсические вещества

__________________________________________________________________________

Нервно-паралитическое действие Фосфорорганические инсектициды

(бронхоспазм, удушье, судороги, параличи) (хлорофос, никотин, карбофос, ОВ и др.)

 

Удушающее действие (токсический отек Оксиды азота,ОВ

легких)

 

Кожно-нарывное действие (некротические Гексахлоран, дихлорэтан, мышьяк и его

и местные воспалительные изменения кожи) соединения, сулема, уксусная эссенция

 

Общее токсическое действие (судороги, пара- Синильная кислота и ее производные,

личи, отеки мозга, кома) алкоголь и его суррогаты, угарный газ,

ОВ

 

Психическое воздействие (нарушение сознания, Алкоголь, наркотики, атропин и др.

психической активности)

 

Раздражающее и слезоточивое действие Хлорпикрин, пары кислот и щелочей (раз-

дражение наружных слизистых оболочек)

 

 

В качестве показателей абсолютной токсичности используют величины среднесмертельных доз DL 50 и среднесмертельных концентраций CL50, вызывающих гибель 50% подопытных животных при введении вещества в желудок (мг/кг), либо при 2 – 4 -х часовом ингаляционном воздействии (мг/м³).

В соответствии с ГОСТ 12.1.005 – 88 установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в миллиграммах вредного вещества, распределенного в 1 кубическом метре воздуха для 1300 наименований разных вредных веществ (извлечение из указанного ГОСТа приведены ниже).

Если в атмосфере производственного помещения одновременно присутствует несколько вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, то для обеспечения безопасности должно выполняться условие:

 

,

 

где С1, С2, С3 …. Сn - фактические концентрации вредных веществ; ПДК1, ПДК2, ПДК3,… ПДКn - предельно допустимые концентрации этих веществ в рабочей зоне, регламентируемые требованиями ГОСТ 12.1.005-88.

В качестве илюстрации приведены значения ПДК для некоторых вредных веществ в воздухе рабочей зоны (извлечения из ГОСТ 12.1.005-88).

______________________________________________________________________________

Вредные вещества Класс опасности П Д К,мг\м³ Агрегатное состояние

______________________________________________________________________________

Диоксид кремния (кристаллич.)

при содержании в пыли,%

свыше 70 3 1,0 А

от 10 до 70 4 2,0 А

Зерновая пыль 4 4,0 А

Угольная пыль (антрацитовая) 4 10,0 А

Хлор 2 1,0 П

Бензин 4 100,0 П

Аммиак 4 20,0 П

Ацетон 4 200,0 П

Ртуть 1 0,01 П

Свинец и его неорган. соединения 1 0,01 А

Пыль растительного происхождения

с примесью диокида кремния, %

от 2 до 10 4 4,0 А

более 10 4 2,0 А

Обозначения: А- аэрозоль; П – пар или газ. Класс опасности 1 требует непрерывного крнтроля значений вредности и сигнализации превышения ПДК; класс 2,3,4 – предполагает периодический контроль концентрации вредности.

 

Следует отметить необходимость учета возможного комбинированного действия вредных веществ на организм, которое может быть аддитивным, потенцированным, антагонистическим и независимым.

Аддитивное действие - это суммарный эффект их смеси, равный сумме эффектов каждого из компонентов (однонаправленное действие).

При потенцированном воздействии каждый компонент смеси усиливает действие другого (так, например, алкоголь увеличивает опасность отравления анилином, ртутью, диоксид серы усиливает действие хлора).

Антагонистическое действие имеет место тогда, когда один компонент ослабляет действие другого (обезвреживающее взаимодействие).

Независимое воздействие характеризуется суммирующим эффектом, т.е. суммой воздействий каждого компонента смеси вредных веществ.

При оценке степени воздействия вредных веществ следует учитывать не только их концентрацию, но и агрегатное состояние. Так, например, даже не очень вредные на первый взгляд вещества, попадая в организм человека в виде пыли (аэрозоли) могут оказывать не только фиброгенное воздействие (раздражение слизистых оболочек дыхательных путей), но и, осаждаясь в легких, быть причиной серьезных профессиональных заболеваний легких (общее их название – пневмокониоз; при вдыхании породной пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO2) развивается наиболее известная форма пневмокониоза – силикоз, широко распространенное заболевание шахтеров). Известны также такие профессиональные заболевания как силикатоз (если диоксид кремния находится в связанном состоянии с другими веществами, возможны его разновидности - асбестоз, цементоз, талькоз).

По вещественному составу пыль подразделяют на ядовитую, неядовитую, пневмокониозную, взрывчатую и радиоактивную.

Большое значение при оценке ее устойчивости в воздухе и глубине проникновения в органы дыхания имеет ее физико-химические свойства, размеры и форма пылевых частиц (дисперсность). Так, например, пыль с размерами частиц менее 5 мкм наиболее опасна, поскольку она не задерживается верхними дыхательными путями и глубоко проникает в альвеолы легких.

При измерениях концентрации пыли широко используется весовой метод, при котором пропускают исследуемую воздушную среду через предварительно взвешенный фильтр, который спустя определенное время взвешивают вновь, получая значение концентрации j (мг/м³) по формуле

P₂ - P₁

j =-------------, где Р₁ и Р₂ – масса фильтра до и после взвешивания, мг;

Q Q – объем исследуемого воздуха, м^3., пропущенного через

фильтр.

 

Меньшим распространением пользуется счетный метод, при котором идет непосредственный подсчет пылинок (под микроскопом) в единице объема воздуха, одновременно выявляется и дисперсный состав пыли.

Для снижения концентрации вредных веществ в воздухе производственных помещений используют более совершенные технологические процессы (переход от сжигания жидкого топлива на газообразное, более широкое применение электрической энергии и т.д.), производственную вентиляцию, с использованием которой можно нормализовать и параметры микроклимата помещений, а также комплекс инженерно – технических, медико – профилактических и организационных мероприятий.

 

4.3. Производственная вентиляция.