Показатель чистоты воздуха. Химический состав атмосферного воздуха, физиолого-гигиеническое значение его составных частей

> Углекислота

Ученые обнаружили, что избыток углекислого газа в помещении очень вреден для здоровья. Углекислота сегодня чуть ли не главное действующее лицо многих катастрофических сценариев, которыми нас пугают многие ученые. Ему приписывают вину за глобальное потепление и все связанные с этим грядущие катаклизмы.

Но, как выяснилось, данный газ уже давно делает свое "черное дело". И вовсе не в масштабе планеты, а в любой душной комнате. Не хватает кислорода, говорим мы в таком случае. Особенно если начинает болеть голова, краснеют глаза, резко снижается внимание, появляется чувство усталости. Однако, как показали последние исследования зарубежных ученых, причина вовсе не в недостатке кислорода. Виноват избыток углекислого газа, который каждый из нас выдыхает. Кстати, от 18 до 25 литров этого газа в час.

Чем же опасна углекислота? Индийские ученые пришли к совершенно неожиданным выводам. Даже в относительно низких концентрациях этот газ является токсичным и по своей "ядовитости" близок к двуокиси азота, что может привести к заболеванию сердечно-сосудистой системы, гипертонии, усталости и т.д.

Чистый воздух за городом содержит около 0,04 процента углекислого газа. Еще недавно в Европе и США считалось, что газ опасен для человека только в больших концентрациях. Однако в последнее время начали изучать, как он влияет на человека при концентрации выше чем 0,1 процента. Оказалось, если содержание превышает этот уровень, то, например, у многих учеников снижается внимание, ухудшается успеваемость, они пропускают уроки из-за болезней легких, бронхов, носоглотки и т.д. Особенно это касается детей, больных астмой. Поэтому требования к воздуху во многих странах очень высоки. В России подобные исследования источников загрязнения воздуха никогда не проводились. Однако комплексное обследование московских детей и подростков показало, среди обнаруженных болезней преобладают заболевания органов дыхания.

Очень важно поддерживать высокие показатели качества воздуха в спальне, где люди проводят треть своей жизни. Чтобы хорошо выспаться, гораздо важнее качественный воздух в спальне, чем продолжительность сна, а уровень углекислоты в спальнях и детских комнатах должен быть ниже 0,08 процента.

Финские ученые нашли способ решения проблемы. Ими создан прибор, который удаляет из воздуха помещений избыток углекислого газа. В итоге содержание газа не больше, чем за городом. Принцип основан на абсорбции (поглощении) углекислого газа специальным веществом. В России о существовании проблемы негативного влиянии повышенного уровня углекислоты в помещении знают пока единицы.

Ирина Меднис

19.03.2008 | Российская газета

Другие интересные статьи раздела:

Чистый атмосферный воздух у поверхности Земли - это ме­ханическая смесь различных газов, среди которых в порядке их убывания по объему содержатся азот, кислород, аргон, диоксид углерода и ряд других газов, суммарное количество которых не превышает 1 %.

Состав чистого сухого атмосферного воздуха в объемных процентах представлен на рис. 1,2,

За сутки в состоянии покоя взрослый человек пропускает че­рез легкие 13-14 м3 воздуха - значительный объем, увеличи­вающийся при выполнении физических нагрузок. Это значит, что для организма небезразлично, воздухом какого химическо­го состава он дышит.

Кислород - самый важный для жизнедеятельности газ воз­духа. Он расходуется в организме на окислительные процессы, поступая через легкие в кровь, и доставляется тканям и клеткам организма в составе оксигемоглобина,

Рис. 1.2. Химический состав атмосферного воздуха при нормальных условиях.

В окружающей природе кислород также необходим для окис­ления органических веществ, находящихся в воде, воздухе и почве, а также для поддержания процессов горения.

Источником кислорода в атмосфере являются зеленые рас­тения, образующие его под действием солнечной радиации в процессе фотосинтеза и выделяющие в воздух в процессе ды­хания, Речь идет о фитопланктоне морей и океанов, а также растениях тропических лесов и вечнозеленой тайги, которые образно называют "легкими планеты".

Зеленые растения образуют кислород в очень больших коли­чествах, и вследствие постоянного перемешивания слоев ат­мосферного воздуха его содержание в атмосферном воздухе повсюду остается практически постоянным - около 21 %. Низ­кие концентрации кислорода, существенные для жизнедеятель­ности организма человека, наблюдаются при подъеме на высоту и при пребывании людей в герметически замкнутых помеще­ниях в случае аварийных ситуаций, когда нарушены техничес­кие средства поддержания жизнедеятельности. Повышенное содержание кислорода отмечается в условиях высокого атмос­ферного давления (в кессонах). При парциальном давлении свыше 600 мм рт.ст. он ведет себя как токсичное вещество, вы­зывая отек легких и пневмонию.

В атмосферном воздухе содержится динамический изомер кислорода - трехатомный кислород озон, являющийся силь­нейшим окислителем. Он образуется в природных условиях в верхних слоях атмосферы под влиянием коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца, при грозовых разрядах, в процессе испарения воды.

Озон играет важнейшую роль в защите биологических объ­ектов планеты от губительного воздействия жесткого ультрафи­олета, задерживая его в стратосфере на высоте 20-30 км.

Озон обладает своеобразным приятным запахом свежести, и его присутствие можно легко обнаружить в лесу после грозы, в горах, в чистой природной среде, где он считается показате­лем чистоты воздуха. Однако избыток озона неблагоприятен для жизнедеятельности организма, и начиная с концентрации 0,1 мг/м3 он действует как раздражающий газ.

Присутствие же озона в воздухе крупных промышленных горо­дов, загрязненном выбросами автотранспорта и промышленных объектов, в свете последних научных данных считается неблаго­приятным признаком, поскольку в этих условиях он образуется в результате фотохимических реакций при формировании смога.

Высокая окислительная способность озона используется при обеззараживании воды.

Диоксид углерода, или углекислый газ, поступает в воздух в процессе дыхания людей, животных, растений (в ночное вре­мя), окисления органических веществ при горении, брожении, гниении, находясь в окружающей среде в свободном и связан­ном состояниях.

Постоянство содержания этого газа на уровне 0,03 % в ат­мосфере обеспечивается его поглощением на свету зелеными растениями, растворением в воде морей и океанов, удалением с атмосферными осадками.

Значительные количества СО2 образуются в результате работы промышленных предприятий и автотранспорта, сжигающих ог­ромные количества топлива, вследствие чего в последние годы появились данные о том, что содержание углекислого газа в воздухе крупных современных городов приближается к 0,04 %, что вызывает тревогу у экологов по поводу образования "пар­никового эффекта", о котором более подробно будет сказано дальше.

Диоксид углерода участвует в обменных процессах организма, являясь физиологическим возбудителем дыхательного центра.

Вдыхание больших концентраций СОг нарушает окислительно­восстановительные процессы, и его накопление в крови и тканях ведет к тканевой аноксии. Длительное пребывание людей в за­крытых помещениях (жилых, производственных, общественных) сопровождается выделением в воздух продуктов их жизнеде­ятельности: углекислоты с выдыхаемым воздухом и летучих ор­ганических соединений (аммиак, сероводород, индол, меркап­тан), называемых антропотоксинами, с поверхности кожных покровов, грязной обуви и одежды. Происходит и некоторое снижение содержания в воздухе кислорода. В этих условиях у людей могут появиться жалобы на ухудшение самочувствия, снижение работоспособности, сонливость, головную боль и дру­гие функциональные симптомы. Чем же объясняется этот симптомокомплекс? Можно предположить, что причина лежит в не­хватке кислорода, количество которого, как уже говорилось, несколько снижается по сравнению с его содержанием в атмос­ферном воздухе. Однако было установлено, что его снижение в самых неблагоприятных условиях не превышает I %, так как вследствие негерметичности этих помещений кислород легко проникает из атмосферы в воздух помещений, пополняя его за­пас. Организм человека не реагирует на такое снижение содер­жания кислорода. Больные люди отмечают снижение кислорода в воздухе, если оно составляет 18 %, здоровые - 16 %. Жизнь не­возможна при концентрации кислорода в воздухе, равной 7-8 %. Однако названных концентраций кислорода в негерметичных помещениях никогда не бывает, но они могут быть в затонувшей подводной лодке, обрушившейся шахте и других герметичных пространствах. Следовательно, в негерметичных помещениях снижение содержания кислорода не может стать причиной ухуд­шения самочувствия людей. Тогда не заключается ли эта причи­на в накоплении избытка углекислоты в воздухе помещений? Однако известно, что неблагоприятная концентрация СО2 для здоровья человека составляет 4-5 %, когда появляются голо­вная боль, шум в ушах, сердцебиение и т.д. При содержании в воздухе 8 % углекислоты наступает смерть. Указанные же концентрации характерны только для герметичных помещений с неисправной системой жизнеобеспечения. В обычных закры­тых помещениях таких концентраций углекислого газа быть не может вследствие имеющегося постоянного воздухообмена с окружающей средой.

И все же содержание С02 в воздухе закрытых помещений имеет санитарное значение, являясь косвенным показателем чистоты воздуха. Дело в том, что параллельно с накоплением С02, обычно не выше 0,2 %, ухудшаются другие свойства воз­духа: повышаются температура и влажность, запыленность, со­держание микроорганизмов, число тяжелых ионов, появляются антропотоксины. Вот этот комплекс изменившихся физичес­ких свойств воздуха наряду с химическим загрязнением и вы­зывает ухудшение самочувствия людей. Такому изменению свойств воздуха соответствует содержание углекислоты, равное ОД %, и поэтому данная концентрация считается предельно до­пустимой для воздуха закрытых помещений.

В последние годы было установлено, что для оценки санитар­ного состояния воздуха закрытых помещений этого показателя недостаточно, так как требуется определение содержания неко­торых токсичных химических веществ, выделяющихся в воздух из полимерных строительных материалов, широко приме­няемых для внутренней отделки помещений (фенол, аммиак, формальдегид и др.).

Азот и другие инертные газы. Азот по количественному со­держанию является наиболее существенной частью атмосфер­ного воздуха, составляя 78,1 % и разбавляя другие газы, в пер­вую очередь кислород. Азот физиологически индифферентен, не поддерживает процессы дыхания и горения, содержание его в атмосфере постоянное, одинаково его количество во вдыха­емом и выдыхаемом воздухе. В условиях повышенного атмос­ферного давления азот может оказать наркотическое действие, а также известна его роль в патогенезе кессонной болезни.

Известен круговорот азота в природе, осуществляемый с по­мощью определенных видов почвенной микрофлоры, растений и животных, а также электрических разрядов в атмосфере, в ре­зультате чего азот связывается биологическими объектами, а за­тем вновь поступает в атмосферу.

В выдыхаемом воздухе, найдено более 200 различных соединений, главным образом органических продуктов метаболизма (табл. 5.1). Интегральным количественным показателем содержания этих соединений в воздухе может быть так называемая окисляемость воздуха , т.е. количество миллиграммов 02, которая необходима для окисления недоокисленных веществ ВИЧ воздуха (г / м3). Окисляемость выдыхаемого здоровым человеком, в норме составляет 15-20 мг / л. Воздух жилых помещений считается чистым, если окисляемость не превышает 5 .мг / л, умеренно загрязненным - при окисляемости 6-9 мг / л, загрязненным - если окисляемость составляет 10 мг / л и более.

Таблица 5.1

Специальные исследования (IL Никберг, 1987) показали, что количество отдельных ингредиентов (двуокиси углерода, аммиака), а также суммарное количество недоокисленных веществ в выдыхаемом воздухе (то есть, его окисляемость) существенно зависят от состояния здоровья человека, характера заболевания и степени его тяжести, курение табака, особенности обменных процессов и т.п.

Среди химических составляющих воздуха в помещении большое гигиеническое значение имеет двуокись углерода (СO 2 ). Этот газ относится к физиологически активных соединений, является возбудителем дыхательного центра и антагонистом O2, не имеет запаха и цвета, плохо растворяется в воде, вдвое тяжелее воздуха. В крови нормальный парциальное давление СО2 составляет 10 мм, а это на 8-10 мм.рт.ст, выше, чем в вдыхаемом воздухе, в котором его концентрация составляет 3,5-4,5%.

В зависимости от концентрации СО, в выдыхаемом воздухе, реакция организма человека может быть разной. Если концентрация СО2 менее 0,1%, человек чувствует себя нормально, субъективные или объективные нарушения отсутствуют. Именно эту концентрацию (0,1%) установлено как предельно допустимую для воздуха жилых помещений. ПДК диоксида углерода в воздухе лечебных учреждений равна 0,07%.

Если концентрация СО2 колеблется в пределах 0,1-0,5%. Ухудшается условно-рефлекторная деятельность (увеличивается время латентного периода реакции на зрительный или слуховой раздражитель), появляется ощущение дискомфорта, могут быть обнаружены некоторые изменения на ЭКГ.

При вдыхании воздуха, в котором концентрация СО, более 0,5% (0,5-1%), появляются первые проявления ацидоза, изменения электролитных свойств крови (увеличивается содержание Na, уменьшается содержание К в эритроцитах). Однако физическая и умственная деятельность существенно не ухудшаются, поэтому пребывание людей при такой концентрации иногда разрешается (на подводных лодках и т.п.).

Если концентрация СО2 увеличивается до 2% - нарастает ацидоз, снижается работоспособность, появляются признаки гипоксии. При таких условиях на производстве можно работать только в течение ограниченного времени - до 3-4 часов.

Если концентрация СО2 более 2% (2-7%), наблюдаются четкие субъективные и объективные проявления токсического воздействия СО2 в виде наркотического действия, неадекватного психического возбуждения, возникает тахипноэ, головные боли, головокружение, одышка. При таких условиях длительное пребывание в помещениях недопустимо (оно может быть вынужденным только в случае аварийных ситуаций, продолжаться до 60 минут и сопровождаться строгим медицинским контролем).

Пребывание в помещении с концентрацией СО2 в воздухе более 7% быстро приводит к потере сознания и смерти.

Доминирующим по токсичности компонентом среди основных источников загрязнения воздуха жилых помещений является окись углерода (СО).

Окись углерода СО представляет собой продукт неполного сгорания топлива и входит в состав всех горючих смесей. Окись углерода, проникая через легочные альвеолы в кровь, образует с гемоглобином карбоксигемоглобин. А это вызывает глубокие количественные и качественные изменения процессов транспорта кислорода к тканям, усиливает гипоксические состояния, негативно влияет на биохимические процессы организма, может привести к хроническим и острым отравлениям. Острые отравления окисью углерода в свободной атмосфере и в жилых помещениях обычно не наблюдаются. Хронические отравления возможны при концентрации, превышающей 20-30 мг / м3. Для них характерно: появление головной боли, снижение памяти, повышение утомляемости, нарушения сна и др. Предельно допустимая средняя суточная концентрация окиси углерода в атмосфере составляет 1 мг / м 3, а максимальная разовая - 3 мг / м 3.

В воздухе жилых помещений окись углерода может появляться при печном отоплении, особенно при преждевременно закрытой дымовой трубе. В современных газифицированных кухнях и ванных комнатах в результате утечки газа из сети или его неполном сгорании во время эксплуатации. На производстве окись углерода может образовываться и накапливаться в рабочих помещениях в результате технологических процессов. В табачном даме содержится около 0,5-1,0% окиси углерода. По данным ИЛ. Даценко и Р. Д. Габовича (1999г.), В газифицированных квартирах содержание СО в воздухе не только кухонь, но и в жилых комнатах может превышать предельно допустимый для атмосферного воздуха (10 мг / м3).

Источником загрязнения СО атмосферы служат выбросы промышленных предприятий, выхлопные газы автотранспорта и др. В обычном даме содержится около 3% окиси углерода в выхлопных газах при нормальном режиме работы двигателя - 7,7%. На городских улицах с интенсивным движением автомобилей и в домах, расположенных на этих улицах, при открытых окнах концентрация окиси углерода повышается до 10-20 мг / м3.

В связи с широким внедрением в народное хозяйство двигателей внутреннего сгорания, развитием автомобильного движения, авиации, использованием в сельском хозяйстве разного рода самоходных машин борьбе с загрязнением воздуха окисью углерода уделяется большое внимание.

Классификация химических факторов производственной среды:

а) по агрегатному состоянию: газы, пары, аэрозоли и смеси;

б) по происхождению (химическими классами): органические, неорганические, элементоорганическими и др.;

в) по характеру воздействия на организм человека: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию, эмбриотоксические и тератогенные;

г) в зависимости от поражения органов и систем: яда политропный, нейротропного, нефротоксического и кардиотоксического влияния, а также яды крови

д) по степени токсичности: чрезвычайно токсичны, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные;

е) по степени воздействия на организм в целом: чрезвычайно опасные (1-й класс), высокоопасные (2-й класс), умеренно опасные (3-й класс) и малоопасные (4-й класс).

Под вентиляцией (от лат.ventilatio - проветривание) понимается замена воздуха в помещении. В необходимых случаях при этом проводится: кондиционирование воздуха (фильтрация, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение), ионизация и т.д. Вентиляция обеспечивает благоприятные для здоровья санитарно-гигиенические условия (температуру, влажность, скорость движения воздуха и чистоту воздуха) воздушной среды в помещении, благоприятные для здоровья и самочувствия человека, отвечающие требованиям санитарных норм, технологических процессов, строительных конструкций зданий и т.д.

Основное назначение вентиляции - удаление продуктов жизнедеятельности людей и подача свежего воздуха в помещение.

Вентиляция, может быть естественной и искусственной.

При естественной вентиляции смена воздуха происходит за счет удаленных масс теплового и холодного воздуха или за счет движения наружного воздуха.

Когда необходимые метеорологические условия и состав воздуха в помещениях не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением, эти помещения должны быть оборудованы вентиляцией с механическим побуждением. Искусственная вентиляция воздуха делится на приточную, вытяжную и комбинированную (приточно-вытяжную). С помощью приточной вентиляции в помещения принудительно подается наружный воздух, который разбавляет загрязнения и в результате подпора вытесняет его. При вытяжной вентиляции загрязненный воздух по воздуховоду поступает наружу и вследствие небольшого разрежения свежий воздух поступает через вентиляционные отверстия. Комбинированная система вентиляции представляет собой сочетание приточной и вытяжной и является наиболее эффективной.

Приточная вентиляции применяется большей частью в жилых и общественных помещениях, вытяжная вентиляция - в помещениях, имеющих источники загрязнения воздуха (санитарно-бытовые, изоляторы, буфетные), а комбинированные - в наиболее изолированных помещениях.

Система искусственной вентиляции состоит из набора элементов, включающих воздухозаборные устройства, вентиляторы, фильтры, воздуховоды, воздухораспределители, воздуховыбрасывающие шахты.

Таблица 3.1 - Классификация систем вентиляции

№	Признак	Виды
	По способу создания давления и перемещения воздуха	С естественным и искусственным (механическим) побуждением
	По назначению	Приточная и вытяжная
	По способу организации воздухообмена	Общеобменные, Местные, аварийные, противодымные
	По месту действия	Общая и местная

Оценка эффективности вентиляции может быть сделана на основании:

1) санитарного обследования вентиляционной системы и режима ее эксплуатации;

2) расчета фактического объема вентиляции и кратности воздухообмена по формулам или данным замеров;

3) объективного исследования воздушной среды и микроклимата вентилируемых помещений;

4) субъективных ощущений человека.

При гигиенической оценке воздушного комфорта имеет значение воздушный куб. Воздушный куб определяется площадью помещения и высотой.

Наиболее удобным критерием оценки химического состава воздуха является концентрация в нем углекислого газа; его предельно допустимая концентрация (ПДК) равна 0,1 % или 1 ‰.

Необходимый объем вентиляции - количество воздуха в м, которое надо подать в помещение на 1 человека в час, чтобы содержание СО 2 не превысило допустимого уровня (0,1 %).

Взрослый человек при легкой физической работе производит в течение 1 мин. 18 дыхательных движений с объемом каждого дыхания 0,5 л и, следовательно, в течение одного часа выдыхает 540 л воздуха (18*0,5*60=540 л). Так как в выдыхаемом воздухе содержится 4 % С0 2 , общее количество выдыхаемого СО 2 за 1 час составит 21,6 л.

Необходимый объем вентиляции рассчитывается по формуле:

L - объем вентиляции в м 3 /час;

k - количество литров углекислого газа, выдыхаемого одним человеком в час при спокойной работе (для взрослого - в среднем 22,6 л, для школьника примерно столько литров, сколько лет школьнику);

р - предельно допустимая концентрация углекислого газа, т.е. 1 ‰;

q - концентрация углекислого газа в атмосфере (0,4 ‰).

Для взрослого человека объем вентиляции в час равен, в среднем, 37,7 м 3 ; для первоклассника он равен 10-12 м 3 , для выпускника школы - 25-30 м 3 . Это тот объем воздуха, который нужен для нормального газообмена, хорошего самочувствия и высокой работоспособности в течение часа.

Необходимая кратность воздухообмена - сколько раз за 1 час должен полностью обновиться (смениться) воздух, чтобы на протяжении часа он соответствовал нормативам.

K - кратность воздухообмена, раз;

L - объем вентиляции в час, м 3 /час;

V - объем помещения, м 3 .

В жилых помещениях кратность воздухообмена должна быть не менее 2.

Чистота воздуха закрытых помещений оценивается не только по содержанию в нем СО 2 , но и пыли, микроорганизмов (микробное число, санитарно-показательные микроорганизмы), углеводородов и др.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СО2 И ОКИСЛЯЕМОСТИ ВОЗДУХА КАК ПОКАЗАТЕЛЕЙ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА И ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ

1. Учебная цель

1.1. Ознакомиться с факторами и показателями загрязнения воздуха помещений коммунально-бытового, общественного и производственного назначения.

1.2. Овладеть методикой гигиенической оценки чистоты воздуха и эффективности вентиляции помещений.

2. Исходные знания и умения

2.1. Знать:

2.1.1. Физиолого-гигиеничное значение составных компонентов воздуха и их влияние на здоровье и санитарные условия жизни.

2.1.2. Источники и показатели загрязнения воздуха помещений коммунального, бытового, общественного и производственного назначения, их гигиеническое нормирование.

2.1.3. Обмен воздуха в помещениях. Виды и классификация вентиляции помещений, основные параметры, которые характеризуют ее эффективность.

2.2. Уметь:

2.2.1. Определять концентрацию углекислого газа в воздухе и оценивать степень чистоты воздушной среды помещений.

2.2.2. Рассчитывать необходимый и фактический объем и кратность вентиляции помещений.

3. Вопросы для самоподготовки

3.1. Химический состав атмосферного и выдыхаемого воздуха.

3.2. Основные источники загрязнения воздуха помещений коммунально-бытового, общественного и производственного назначения. Критерии и показатели загрязнения воздуха (физические, химические, бактериологические).

3.3. Источники загрязнения воздуха жилых помещений. Окисляемость воздуха и диоксид углерода как косвенные показатели загрязнения воздуха.

3.4. Влияние разных концентраций диоксида углерода на организм человека.

3.5. Экспрессные методы определения концентрации диоксида углерода в воздухе (метод Лунге-Цеккендорфа, Прохорова).

3.6. Гигиеническое значение вентиляции помещений. Виды, классификация вентиляции помещений коммунально-бытового и производственного назначения.

3.7. Показатели эффективности вентиляции. Необходимый и фактический объем и кратность вентиляции, методы их определения.

3.8. Кондиционирование воздуха. Принципы построения кондиционеров.

4. Задания (задачи) для самоподготовки

4.1. Рассчитайте, сколько углекислого газа выделяет человек за один час в покое и при выполнении физической работы.

4.2. Рассчитайте необходимый объем вентиляции для больного в палате и для хирурга в операционной (см. приложение).

4.3. Рассчитайте необходимую кратность вентиляции палаты на 4 койки площадью 30 м2 и высотой 3,2 м.

5. Структура и содержание занятия

Занятие лабораторное. После проверки исходного уровня знаний и подготовки к занятию студенты получают индивидуальные задачи и, пользуясь инструкциями приложений и рекомендованной литературой, определяют концентрацию диоксида углерода в помещении учебной лаборатории и за ее пределами (на улице), ведут необходимые расчеты, составляют выводы; рассчитывают необходимые объем и кратность вентиляции для лаборатории с учетом количества людей и характера выполняемой работы ; измеряют объем воздуха, который поступает или удаляется из помещения, рассчитывают фактические объем и кратность вентиляции, составляют выводы и рекомендации. Работу оформляют протоколом.

6. Литература

6.1. Основная:

6.1.1. Общая гигиена. Пропедевтика гигиены. /, / Под ред. . - К.: Высшая школа, 1995. - С. 118-137.

6.1.2. Общая гигиена. Пропедевтика гигиены. / , и др. - К.: Высшая школа, 2000. - С. 140-142.

6.1.3. Минх гигиенических исследований. - М., 1971. - С.73-77, 267-273.

6.1.4. Общая гигиена. Пособие к практическим занятиям. /, и др. / Под ред. . - Львов: Мир, 1992. - С. 43-48.

6.1.5. , Шахбазян. К.: Высшая школа, 1983. - С. 45-52, 123-129.

6.1.6. Лекция.

6.2. Дополнительная:

6.2.1. , Габович медицина. Общая гигиена с основами экологии. - К.: Здоровье, 1999. - С. 6-21, 74-79, 498-519, 608-658.

6.2.2. СНиП П-33-75. Отопление, вентиляция и кондинционирование воздуха. Нормы проектирования. - М., 1975.

7. Оснащение занятия

1. Шприц Жанне (50-100 мл).

2. Раствор безводной соды NaСО3 (5,3 г на 100 мл дистиллированной воды) с 0,1% раствором фенол-фталеина.

3. Пипетка на 10 мл.

4. Дистиллированная вода в флаконе свежекипяченая и охлажденная.

5. Формулы для расчета необходимого объема и кратности вентиляции помещений.

6. Рулетка или сантиметровая лента.

7. Задача студенту по определению концентрации СО2 в воздухе и показателей вентиляции помещения.

Приложение 1

Гигиенические показатели санитарного состояния и вентиляции помещений

1. Химический состав атмосферного воздуха: азота - 78,08%; кислорода - 20,95%; углекислого газа - 0,03-0,04%; инертных газов (аргон, неон, гелий, криптон, ксенон) - 0,93%; влаги, как правило, от 40-60% до насыщения; пыль, микроорганизмы, естественные и техногенные загрязнения - в зависимости от промышленного развития региона, типа поверхности (пустыня, горы, наличие зеленых насаждений и др.)

2. Основные источники загрязнения воздуха населенных мест, производственных помещений - выбросы промышленных предприятий, автотранспорта; пиле-, газообразование промышленных предприятий; метеорологические факторы (ветры) и тип поверхности регионов (пылевые бури пустынных мест без зеленых насаждений).

3. Источники загрязнения воздуха жилых помещений, помещений коммунально-бытового назначения и общественных помещений - продукты жизнедеятельности организма людей, которые выделяются кожей и при дыхании (продукты распада пота, кожного сала, омертвелого эпидермиса, другие продукты жизнедеятельности, которые выделяются в воздух помещения пропорционально количеству людей, срока их пребывания в помещении и количества углекислого газа, который накапливается в воздухе пропорционально перечисленным загрязнителям), и поэтому используется как показатель (индикатор) степени загрязнения этими веществами воздуха помещений различного назначения.

4. Учитывая, что через кожу и при дыхании выделяются, в основном, органические продукты обмена веществ, для оценки степени загрязнения воздуха помещений людьми было предложено определять другой показатель этого загрязнения – окисляемость воздуха, т. е. измерять количество миллиграммов кислорода, необходимого для окисления органических соединений в 1 м3 воздуха с помощью титрованного раствора бихромата калия К2Сr2О7.

Окисляемость атмосферного воздуха обычно не превышает 3-4 мг/м3, в хорошо проветриваемых помещениях окисляемость находится на уровне 4-6 мг/м3, а в помещениях с неблагоприятным санитарным состоянием окисляемость воздуха может достигать 20 и более мг/м3.

5. Концентрация углекислого газа отображает степень загрязнения воздуха другими продуктами жизнедеятельности организма. Концентрация углекислого газа в помещениях увеличивается пропорционально количеству людей и времени их пребывания в помещении, но как правило, не достигает вредных для организма уровней. Только в замкнутых, недостаточно вентилируемых помещениях (хранилищах, подводных лодках, подземных выработках, производственных помещениях, канализационных системах и т. п.) за счет брожения , горения, гниения количество углекислого газа может достигать концентраций, опасных для здоровья и даже жизни человека.

Бресткина и ряда других авторов установлено, что повышение концентрации СО2 до 2-2,5% не вызывает заметных отклонений в самочувствии человека, его трудоспособности. Концентрации СО2 до 4% вызывают повышение интенсивности дыхания, сердечной деятельности, снижение трудоспособности. Концентрации СО2 до 5% сопровождаются одышкой, усилением сердечной деятельности, снижением трудоспособности, а 6% - способствуют снижению умственной деятельности, возникновению головной боли, умопомрачению, 7% - может вызвать неспособность контролировать свои действия, потерю сознания и даже смерть, 10% - вызывает быструю, а 15-20% мгновенную смерть из-за паралича дыхания.

Для определения концентрации СО2 в воздухе разработано несколько методов, среди которых метод Субботина-Нагорского с гидроокисью бария, методы Реберга-Винокурова, Калмыкова, интерферометрический. Вместе с тем в санитарной практике наиболее широко используется портативный экспрессный метод Лунге-Цеккендорфа в модификации (приложение 2).

Приложение 2

Определение диоксида углерода в воздухе экспресс-методом Лунге-Цеккендорфа в модификации

Принцип метода основан на пропускании исследуемого воздуха через титрованный раствор углекислого натрия (или аммиака) в присутствии фенолфталеина. При этом происходит реакция Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3. Раствор фенолфталеина, который имеет розовую окраску в щелочной среде, после связывания CO2 обесцвечивается (кислая среда).

Разведением 5,3 г химически чистого Na2CO3 в 100 мл дистиллированной воды готовят исходный раствор, к которому прибавляют 0,1% раствор фенолфталеина. Перед анализом готовят рабочий раствор разведением исходного раствора 2 мл до 10 мл дистиллированной водой.

Раствор переносят в склянку Дрекселя по Лунге-Цеккендорфу (рис. 11.1а) или в шприц Жанне по Прохорову (рис. 11.1б). В первом случае к длинной трубке склянки Дрекселя с утонченным носиком присоединяют резиновую грушу с клапаном или небольшим отверстием. Медленно сжимая и быстро отпуская грушу, продувают через раствор исследуемый воздух. После каждой продувки склянку встряхивают для полного поглощения CO2 из порции воздуха. Во втором случае (по Прохорову) в шприц, наполненный 10 мл рабочего раствора соды с фенолфталеином, держа его вертикально, набирают порцию исследуемого воздуха. Затем энергичным встряхиванием (7-8 раз) воздух приводят в контакт с поглотителем, после чего воздух выталкивается и вместо него набирается одна за другой порции исследуемого воздуха до полного обесцвечивания раствора в шприце. Считают количество объемов (порций) воздуха, пошедших на обесцвечивание раствора. Анализ воздуха проводят в помещении и за пределами помещения (атмосферный воздух).

Результат рассчитывают по обратной пропорции на основании сопоставления количества израсходованных объемов (порций) груш или шприцев и концентрации CO2 в атмосферном воздухе (0,04%) и в конкретном исследуемом помещении, где определяется концентрация СО2. Например, в помещении израсходовано 10 объемов груш, или шприцев, на улице – 50 объемов. Отсюда, концентрация CO2 в помещении = (0,04 x 50) : 10 = 0,2%.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) CO2 в жилых помещениях разного назначения установленная в пределах 0,07-0,1%, в производственных помещениях, где CO2 накапливается от технологического процесса, до 1-1,5%.

Рис.11.1а. Прибор для определения концентрации СО2 по Лунге-Цеккендорфу

(а - резиновая груша для продувки воздуха с клапаном; б - склянка Дрекселя с раствором соды и фенол-фталеина)

Рис. 11.1б. Шприц Жанне для определения концентрации СО2

Приложение 3

Методика определения и гигиенической оценки показателей воздухообмена и вентиляции помещений

Воздух жилых помещений считается чистым, если концентрация CO2 не превышает предельно допустимых концентраций – 0,07% (0,7‰) по Петтенкоферу или 0,1% (1,0‰) по Флюге.

На этом основании рассчитывается необходимый объем вентиляции – количество воздуха (в м3), которое должно поступать в помещение в течение 1 ч, чтобы концентрация CO2 в воздухе не превысила предельно допустимых концентраций для данного вида помещений. Его рассчитывают по формуле:

где: V – объем вентиляции, м3/час;

К – количество СО2, выделяемое одним человеком за один час (в покое 21,6 л/ч; во сне – 16 л/ч; при выполнении работы разной тяжести – 30-40 л/ч);

n - количество людей в помещении;

Р – предельно допустимая концентрация СО2 в промилле (0,7 или 1,0‰);

Р1 – концентрация СО2 в атмосферном воздухе в промилле (0,4‰).

При расчете количества СО2, которое выделяет один человек за один час, выходят из того, что взрослый человек при легкой физической работе производит в течение 1 минуты 18 дыхательных движений с объемом каждого вдоха (выдоха) 0,5 л и, следовательно, в течение часа выдыхает 540 л воздуха (18 х 60 х 0,5 = 540).

Учитывая, что концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе примерно 4% (3,4-4,7%), то общее количество выдыхаемого углекислого газа за пропорцией составит:

х = = 21,6 л/час

При физических нагрузках пропорционально их тяжести и интенсивности возрастает количество дыхательных движений, а потому возрастает и количество выдыхаемого СО2 и необходимый объем вентиляции.

Необходимая кратность вентиляции – число, которое показывает, сколько раз в течение часа меняется воздух помещения, чтобы концентрация СО2 не превышала предельно допустимых уровней.

Необходимую кратность вентиляции находят путем деления рассчитанного необходимого объема вентиляции на кубатуру помещения.

Фактический объем вентиляции находят путем определения площади вентиляционного отверстия и скорости движения воздуха в нем (фрамуга, форточка). При этом учитывают, что через поры стен, щели в окнах и двери в помещение проникает объем воздуха, близкий к кубатуре помещения и его нужно прибавить к объему, который проникает через вентиляционное отверстие.

Фактическую кратность вентиляции рассчитывают делением фактического объема вентиляции на кубатуру помещения.

Сопоставляя необходимые и фактические объемы и кратность вентиляции, оценивают эффективность обмена воздуха в помещении.

Приложение 4

Нормативы кратности обмена воздуха в помещениях разного назначения

Помещение	Кратность обмена воздуха, ч
СНиП 2.08. 02-89 – больничные помещения
Палата взрослых	80 м3 на 1 койку
Предродовая, перевязочная
Родовая, операционная, предоперационная
Послеродовая палата	80 м3 на 1 кровать
Палата для детей	80 м3 на 1 кровать
Бокс, полубокс	2,5 раза/ч в коридор
Кабинет врача
СНиП 2.08. 01-89 – жилые помещения
Жилая комната		3 м3/ч на 1 м2 площади
Кухня газифицирована
Туалет, ванная комната
ДБН В. 2.2-3-97 – дома и сооружения учебных заведений
Класс, кабинет	16 м3 на 1 человека
Мастерская	20 м3 на 1 человека
Спортзал	80 м3 на 1 человека
Учительская

Необходимый объем и кратность вентиляции положены также в основу научного обоснования норм жилой площади. Учитывая, что при закрытых окнах и двери, как сказано выше, через поры стен, щели в окнах и двери в помещение проникает объем воздух, близкий к кубатуре помещения (т. е., его кратность равняется ~ 1 раз/час), а высота помещения в среднем равняется 3 м, норма площади на 1 человека составляет:

По Флюге (ПДК СО2=1‰)

S = = = 12 м2/человека.

По Петтенкоферу (ПДК СО2=0,7‰)

S = = 24 м2/человека.