ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОЦЕНКА ЛУЧЕВОЙ ЭНЕРГИИ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ И ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ДОЗЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО (УФ) ИЗЛУЧЕНИЯ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ  ПРОФИЛАКТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ И САНАЦИИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ.

Гигиеническое значение солнечной радиации. Использование ее составляющих з лечебно-профилактической целью.

С физической точки зрения солнечная энергия представляет собой поток электромагнитных излучений с различной длиной волны. Спектральный состав солнца колеблется в широком диапазоне от длинных волн до волн исчезающей малой, величины.

Если на границе земной атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5%, видимая часть — 52% и инфракрасная часть — 43%, то – поверхности земли ультрафиолетовая часть составляет 1%, видимая — 40% и инфракрасная часть солнечного спектра — 59%.

У поверхности земли солнечная радиация всегда меньше, чем у границы тропосферы, это объясняется как различной высотой стояния солнца над горизонтом, так и различной чистотой атмосферного воздуха, большим разнообразием погодных условий, облаками, осадками и т.д. При подъеме на высоту масса атмосферы, проходимой солнечными лучами, уменьшается, поэтому увеличивается интенсивность солнечной радиации.

Например, на высоте 1000 м интенсивность солнечной радиации составляет 17 кал/(см²-мин); на высоте 2000 м она увеличится до 1,26 кал/(см²-мин), на высоте 3000 м — до 1,38 кал/(см²-мин). В зависимости от высоты стояния солнца над горизонтом изменяется отношение прямой солнечной радиации к рассеянной, что имеет существенное значение в оценке биологического действия солнечной радиации. Например, при высоте стояния солнца над гори­зонтом 40° это отношение составляет 47,6%, а при высоте стояния солнца 60% увеличивается до 85%,

Солнечная радиация является мощным лечебным и профилактическим фак­том, она влияет на все физиологические процессы в организме, изменяя обмен веществ, общий тонус и работоспособность.

http://www.glossary.ru/cgi–bin/gl_sch2.cgi?R0pRurtl,tg9!quwutg

 

Наиболее биологически активна ультрафиолетовая часть солнечного спектра, которая у поверхности земли представлена потоком волн в диапазоне от 100 до 400 мкм.

Интенсивность ультрафиолетовой радиации у поверхности земли не всегда постоянна и зависит от широты местности, времени года, погоды и прозрач­ности атмосферы. При облачной погоде интенсивность ультрафиолетовой радиации у поверхности земли может снижаться до 80%, запыленность атмо­сферного воздуха делает эту потерю равной 11—50%.

Ультрафиолетовые лучи, попадая на кожу, не только вызывают сдвиги в коллоидном состоянии клеточных и тканевых белков кожи, но и рефлектор­ным путем влияют на весь организм. Под воздействием ультрафиолетовых лучей в организме образуются биоло­гически активные вещества, стимулирующие многие физиологические систе­мы организма.

Подобные биологически активные вещества появляются через некоторое время после облучения, что говорит о фотохимическом действии ультрафио­летовых лучей. Являясь неспецифическим стимулятором физиологических функций, ультрафиолетовые лучи благоприятно влияют на белковый, жиро­вой, минеральный обмен, иммунную систему, оказывая общеоздоровительное и тонизирующее действие.

Кроме общебиологического влияния на все системы и органы, ультрафио­летовая радиация оказывает специфическое действие, свойственное опреде­ленному диапазону волн. Известно, что ультрафиолетовая радиация с диапа­зоном волн от 400 до 320 мкм оказывает эритемно – загарное действие, с диапа­зоном волн от 320 до 275 мкм — антирахитическое и слабое бактерицидное, а коротковолновая ультрафиолетовая радиация с диапазоном волн от 275 до 180 мкм повреждает биологическую ткань. На поверхности земли биологичес­кие объекты не подвергаются губительному действию коротковолновой ульт­рафиолетовой радиации, так как в верхних слоях атмосферы происходят рас­сеяние и поглощение волн с длиной волны менее 290 мкм. На поверхности земли зарегистрированы наиболее короткие из всего спектра ультрафиолето­вой радиации волны в диапазоне от 290 до 291 мкм. У поверхности земли наибольшую часть составляет ультрафиолетовая радиация эритемно-загарного действия. Ультрафиолетовая эритема имеет ряд отличий от инфракрасной эритемы. Так, ультрафиолетовой эритеме свойственны строго очерченные контуры, ограничивающие участок воздействия ультрафиолетовых лучей, она воз­никает через некоторое время после облучения и, как правило, переходит в загар. Инфракрасная эритема возникает тотчас после теплового воздействия имеет размытые края и не переходит в загар. В настоящее время имеются факты, свидетельствующие о значительной роли центральной нервной системы в развитии ультрафиолетовой эритемы. Так, при нарушении проводимос­ти периферических нервов или после введения новокаина эритема на данном участке кожи слабая или совсем отсутствует.

Ультрафиолетовая радиация в диапазоне волн от 320 до 275 мкм оказывает специфическое антирахитическое действие, что проявляется в фотохимических реакциях ультрафиолетовой радиации этого диапазона в синтезе витамина D. При недостаточном облучении ультрафиолетовыми лучами антирахитичес­кого спектра страдают фосфорно-кальциевый обмен, нервная система, паренхиматозные органы и системы кроветворения, снижаются окислительно-вос­становительные процессы, нарушается стойкость капилляров, снижается ра­ботоспособность и сопротивляемость простудным заболеваниям. У детей возникает рахит с определенными клиническими симптомами. У взрослых нарушение фосфорно-кальциевого обмена на почве гиповитаминоза проявляется в плохом срастании костей при переломах, ослаблении связочного аппарата суставов, в быстром разрушении эмали зубов. Как указывалось выше ультрафиолетовая радиация антирахитического спектра относится к коротко волновой радиации, поэтому легко поглощается и рассеивается в запыленном  атмосферном воздухе. В связи с этим жители промышленных городов, где атмосферный воздух загрязнен различными выбросами, испытывают «ультрафиолетовое голодание».

Достаточность естественного ультрафиолетового излучения испытывают даже жители дальнего Севера, рабочие угольной и горнорудной промышленности, лица, работающие в темных помещениях и т. д. Для восполнения естественного солнечного облучения эти контингенты людей дополнительно облучают искусственными источниками ультрафиолетовой радиации либо в специальных
 фотариях, либо путем комбинации осветительных ламп с лампами,
несущими излучение в спектре, близком к естественному ультрафиолетовому излучению. Наиболее перспективно и практически реально обогащение светового потока осветительных установок эритемно составляющей. Многочисленные исследования по профилактическому облучению населения Крайнего Севера, подземных рабочих угольной и горнорудной промышленности, рабочих темных цехов и других контингентов говорят о благотворном влиянии искусственного ультрафиолетового облучения на ряд физиологических функций организма и работоспособность.

Профилактическое облучение ультрафиолетовыми лучами улучшает самочувствие, повышает сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям, увеличивает работоспособность. Недостаточность ультрафиолетовой радиации неблагоприятно действует не только на здоровье человека, но и на процессы фотосинтеза растений. У злаковых это приводит к ухудшению химического состава зерен, уменьшением содержания белка и увеличением количества углеводов. Ультрафиолетовые лучи дают бактерицидный эффект. Бактерицидным свойством обладают лучи с длиной волны от 180-275 мкм. Слабое бактерицидное действие оказывает солнечная радиация в диапазоне волн от 200 до 310 мкм. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей, доходящих до поверхности земли, снижается так как диапазон этих волн ограничен 290—291 мкм.        

http://www.obzh.ru/nad/3-4.html

Для использования бактерицидного эффекта ультрафиолетовой радиации имеются специальные лампы, дающие лучи бактерицидного спектра, как правило, с меньшей длиной волны, чем в естественном солнечном спектре. Та­ким образом проводится санация воздушной среды в операционных, микро боксах, помещениях для приготовления стерильных лекарств и т. д. С помощью бактерицидных ламп возможно обеззараживание дрожжей, безалкогольных напитков, что увеличивает сроки их хранения. Бактерицидное действие искусственного ультрафиолетового излучения используется для обеззараживания питьевой воды. При этом не изменяются свойства воды, в воду не вносятся посторонние химические вещества.

Однако действие ультрафиолетовых лучей на организм и окружающую среду не только благоприятно. Интенсивное солнечное облучение приводит к развитию выраженной эритемы с отеком кожи и ухудшением состояния здоровья.

При воздействии ультрафиолетовых лучей возникает поражение глаз — фото-офтальмия с гиперемией конъюнктивы, блефароспазмом, слезотечением. Подобные поражения встречаются при отражении лучей солнца от поверхности снега в арктических и высокогорных районах («снеговая слепота»).

В литературе описаны случаи фотосенсибилизирующего действия ультра­фиолетовых лучей у особо чувствительных к ультрафиолетовым лучам людей при работе с каменноугольным пеком. Повышенная чувствительность к ульт­рафиолетовым лучам наблюдается и у больных со свинцовой интоксикацией у детей, перенесших корь, и т.д.

За последние годы в литературе обсуждается вопрос о частоте возникновения рака кожи у лиц, постоянно подвергающихся интенсивному солнечному облу­чению.

Приводятся сведения о большей частоте рака кожи у населения южных районов по сравнению с распространенностью рака кожи в северных района. Например, случаи рака у виноградарей Бордо с преимущественным поражени­ем кожи рук и лица связывают с постоянным и интенсивным солнечным облучением открытых частей тела. Были попытки изучить влияние интенсивного уль­трафиолетового облучения на частоту возникновения рака кожи в эксперименте.

http://okna.com.ua/artic.php?a=961

Длинноволновая часть солнечного спектра представлена инфракрасными лучами. По биологической активности инфракрасные лучи делятся на коротковолновые с диапазоном волн от 760 до 1400 мкм и длинноволновые с диапазоном волн от 1500 до 25000 мкм. Инфракрасное излучение оказывает на организм тепловое воздействие, которое в значительной мере определяется поглощением лучей кожей.

Чем меньше длина волны, тем больше излучение проникает в ткани, но субъективное ощущение тепла и жжения меньше. Для лечения некоторых воспалительных заболеваний используется коротковолновое инфракрасное излучение, которое дает прогревание глубоких тканей без субъективного ощущения жжения кожи. Напротив, длинноволновая инфракрасная радиация поглощается поверхностными слоями кожи, где сосредоточены терморецепторы, чувство жжения при этом выражено.

Наиболее выражено неблагоприятное воздействие инфракрасной радиации в производственных условиях, где мощность излучения может во много раз превышать естественную. У рабочих горячих цехов, стеклодувов и представителей других профессий, имеющих контакт с мощными потоками инфракрасной радиации понижается электрическая чувствительность глаза, увеличивается скрыть период зрительной реакции, ослабляется условно-рефлекторная реакция сосудов.

 Инфракрасные лучи при длительном воздействии вызывают изменения глаз. Инфракрасная радиация с длиной волны 1500-1700 мкм достигает роговицы и передней глазной камеры, лучи с длиной волны 1300 мкм проникал до хрусталика. В тяжелых случаях возможно развитие катаракты.

 

Понятно, что все неблагоприятные воздействия возможны лишь при отсутствии надлежащих мер защиты и профилактических мероприятий. Одна из важных задач санитарного врача заключается в своевременном предупреждении заболеваний, связанных с неблагоприятным воздействием инфракрасной радиации.

Кроме лучей ультрафиолетового и инфракрасного спектра, солнце дает максимальный поток видимого света. Видимая часть солнечного спектра занимает диапазон от 400 до 760 мкм.

Дневная освещенность на открытой площадке зависит от погоды, плотности почвы, высоты стояния солнца над горизонтом.  Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. В крупных промышленных городах естественная освещенность на 30—40% меньше, чем в районах с относительно чистым атмосферным воздухом. Минимальная освещенность наблюдается и ночью. В безлунную ночь освещенность создается  светом звезд, рассеянным свечением атмосферы и собственным свечением  неба. Небольшой вклад в общую освещенность вносит свет, отраженный от светлых земных объектов.

http://www.glossary.ru/cgi–bin/gl_sch2.cgi?R0pRurtl,tg9!quwutg

Видимый свет оказывает общебиологическое действие. Это проявляется не только в специфическом влиянии на функции зрения, но и в определенном воздействии на функциональное состояние центральной нервной системы и воздействие ее на все органы и системы организма. Организм реагирует не только на ту или иную освещенность, но и на весь спектр солнечного света. Оптимальные условия для зрительного аппарата создают волны зеленой и желтой волны спектра.

 

Многочисленными физиологическими работами отечественных ученых (Г. Введенский, В.М. Бехтерев, Н.Ф. Галанин, С.В. Кравков) показано благоприятное влияние на нервно-мышечную возбудимость и психическое состояние красно-желтого света и угнетающее действие сине-фиолетовых лучей. Особое гигиеническое значение света заключается в его влиянии на функции зрения.

Основные функции зрения — острота зрения (способность глаза различать не точки как изолированные при максимально малом расстоянии между ними), страстная чувствительность (способность различать степень яркости), быстрота различения,  устойчивость ясного видения (время ясного видения предмета).

Физиологический уровень зрения в известных пределах индивидуален, но всегда зависит от освещенности, цвета фона и т.д.

При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается работоспособность. Например, при зрительной работе в течение 3 ч. при освещенности 30—50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37%, а при освещенности 100—200 лк она снижается только на 10—15%. Гигиеническое нормирование освещенности рабочих мест устанавливается в соответствии с особенностями зрительных функций. Создание достаточной естественной освещенности в помещениях имеет большое гигиеническое  значение.

Естественное освещение помещений возможно не только от прямого солнечного облучения, но и от рассеянного и отраженного света от небосвода и другой поверхности.

Ориентация окон на южные румбы способствует более длительной инсоляции помещений, чем ориентация на северные румбы. При восточной ориентации окон прямые солнечные лучи проникают в помещение в утренние часы, при западной ориентации инсоляция возможна во второй половине дня.

На интенсивность солнечного освещения помещений влияет также затемнение близлежащими зданиями или зелеными насаждениями. Если в окно не виден небосвод, то в помещение не проникают прямые солнечные лучи, осве­щение обеспечивается только рассеянными лучами, что ухудшает санитарную характеристику помещения. При южной ориентации помещений солнечная радиация внутри помещения составляет 25% наружной, при других ориентациях она уменьшается до 16%.

На подоконнике при открытом окне интенсивность ультрафиолетового об­лучения составляет 50% общего количества ультрафиолетовых лучей на улице: в комнате на расстоянии 1 м от окна ультрафиолетовое облучение уменьшается еще на 25—20% и на расстоянии 2 м оно не превышает 2-3% ультрафиоле­товых лучей на улице.

http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3374

Плотная застройка квартала, близкое расположение домов приводит к еще большей потере солнечной радиации, в том числе и ее ультрафиолетовой час­ти. Больше всего затеняются помещения, расположенные в нижних этажах, и в меньшей степени — помещения верхних этажей. На освещенность есте­ственным светом влияют некоторые строительно-архитектурные факторы — конструкция светопроемов, затеняющие строительно-архитектурные детали, окраска стен здания и т. д. Большое значение имеет чистота стекол. Загряз­ненные стекла, особенно при двойном остеклении, снижают естественную освещенность до 50~70%.

Современное градостроительство учитывает эти факторы. Большие свето-проемы, отсутствие затеняющих деталей, светлая окраска домов создают благо­приятные условия для хорошей естественной освещенности жилых помещений.

 

Химический состав атмосферной среды

             Химический состав атмосферного воздуха: азота – 78,1%; кислорода – 21,0%; углекислого газа – 0,03-0,04%; инертных газов – 0,7-1,0%; влаги как правило от 40-60% к насыщению; пыль, микроорганизмы, естественные и техногенные загрязнения – в зависимости от промышленного развития региона, типа поверхности (пустыня и др.)

 

 

Нижняя атмосфера как неотъемлемая часть биосферы является воздушной средой земной жизни. Ученые в древность считали воздух, который окружает нас, одной из составных частей Вселенной мироздания . 

 

 Древнегреческий философ Анаксимен в IV ст. до н.э. называл воздух первой материей, а Аристотель — одним из четырех элементов, из с которых каких состоят все вещества в природе. Гиппократ писал : “Воздух — это пастбище жизни”. Если человек без воды может прожить почти 5 суток, без еды — 5 тиж, то без воздуха погибает за 5 хв. И когда она потребляет за сутки до 3 л воды, до 3 кг продуктов, то через из-за сотни миллионов альвеол легких площадью 60—120 м2 проходит 10—12 м3 воздух за сутки, или 1 000 000 м3 ^{при жизни.} Ведь за 1 хв человек делает 18 дыхательных движений, вдыхая каждый раз 0,5 л. И это в положении, сидя или лежа, без физической нагрузки. А если она физически работает трудится , то ей за сутки нужно к до ЗО м³ воздуха. Дыхательная система человека — самый совершенный фильтр, который какой очищает вдыхающий воздух, отделяет твердые и жидкие редкие примеси. В носовой полости улавливаются лишь только грубые частицы частичка пыли. Частицы частичка пыли диаметром 10 нм оседают в бронхах, а еще более малые (10—0,1 ц) — в альвеолах. Из каждого литра вдыхающего воздуха в легких задерживается 0,5 мг посторонних сторонних веществ, что составляет 6,5 г за сутки. Легкие — языков речи открыты ворота во внутреннюю среду организма. Там происходит контакт воздуха с кровью. В ней растворяются вещества, которые какие она разносит по организму. При этом кровь проходит печенку, этот естественный природный барьер дезинтоксикации. Потому оттого вредные вещества, которые какие поступают через из-за легкие, действуют в 100 раз сильнее, чем те, которые попадают через из-за пищеварительный травный канал. И если человек может выбирать питьевую воду и еду, то она не может выбрать избрать воздуха. Атмосферный воздух влияет на человека непрерывно. Если даже в атмосферном воздухе населенного пункта содержится в соответствии с соответственно гигиеническими гигиеничными регламентами, например, от 3 до 5 мг/м3 углерода окисла оксида , то его обитатель житель при жизни вдохнет 3 000 000—5 000 000 мг CO, или 3—5 кг Человек предъявляет высокие требования востребование в состав атмосферного воздуха. Что более чистый воздух, то полнее усваивается организмом кислород, активнее происходит газообмен в его тканях.

Шотландский ученый Резерфорд открыл газ, какой он назвал азотом. Азот играет важную роль в круговороте веществ в природе. Азот воздуха усваивается некоторыми некоими видами бактерий, которые какие синтезируют из него азотистые органические соединения. Под влиянием атмосферных разрядов электричества также образуется небольшое количество азота окислов оксида , которые какие вымываются из с атмосферы осадками и обогащают почву грунт,землю солями азотистой и азотной кислот. Соли азотистой кислоты превращаются при участии грунтовых почвенных бактерий на нитраты. Нитраты и соли аммиака — соединения, которые какие усваиваются растениями и принимают участие в синтезе белков. В процессе горения связанный азот превращается в свободный. Биологическое значение азота не ограничивается его участием в круговороте азотистых веществ. Он также разбавляет кислород, потому что в чистом кислороде жизни невозможно.

Шведским химиком Шееле в конце XVIII ст. был выделен кислород. Кислород — это составная часть органических веществ, в частности в том числе белков, жирел, углеводов. В природе непрерывно происходят процессы потребления кислорода: дыхания человека и животных, процессы горения и окисает. В то же время наблюдаются и обратные процессы. Важнейшим из них является фотосинтез. Растения поглощают диоксид углерода, расщепляют его и усваивают углерод, а освобожденный кислород выделяют в атмосферу. Источником образования кислорода является также фотохимическое расписание водяной пары в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового облучения Солнца. Потом в воздухе был обнаружен  диоксид углерода, водяная пара, а в конце XIX ст. — инертные газы.

Диоксид углерода образуется в результате вследствие жизнедеятельности организмов, процессов горения, гниения, брожения. В случае снижения парциального давления диоксида углерода он выделяется из воды морей и океанов. Диоксид углерода ассимилируется растениями в процессе фотосинтеза, а освобожденный кислород поступает к до атмосфере. Он также играет важную роль в радиационном балансе и изменении смене климата Земли. Установлено, что свыше 100 млрд т органических веществ образует растительность Земли в результате фотосинтеза, в процессе которого какого усваивается почти 200 млрд т СО₂ и выделяется 145 млрд т кислорода.

Инертные газы не вступают в химические реакции. Водород непрерывно тратится земной атмосферой за счет поступления в междупланетное пространство. Некоторое количество его образуется во время фотохимических процессов. Он входит до составл ю органических веществ и усваивается живыми организмами в виде соединений, главным образом воды. В процессе распада органических веществ выделяется в виде воды, метану, сероводороду, аммиаку.

Озон является важной составной частью верхних слоев атмосферы. Образуется преимущественно на высоте почти ЗО км., где солнечная УФ-РАДІАЦІЯ с волной длиной не меньше чем 242 нм вызывает диссоциацию молекулярного кислорода (О2) в атомарный кислород (О). Последний быстро взаимодействует с молекулярным кислородом, образовывая озон. В нижних слоях атмосферы озон образуется в результате адсорбции солнечной радиации диоксидом азота. Большая часть его содержится в стратосфере в виде слоя с максимумом концентрации (иногда до 300 мкг/м3) на высоте 20—26 км. Общее содержание озона в столбе атмосферы эквивалентно 0,20—0,67 см слоя озона при нормальном давлении и температуре.

Концентрации озона в атмосфере районов, удаленных от источников загрязнения, достаточно постоянные, и их колебания зависят от сезона и метеорологических условий. Среднемесячные концентрации озона в зависимости от широты местности и периода года могут колебаться в пределах 10—80 мкг/м3. Озоновый слой поглощает коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца (длина волны 240—320 нм).

 

Озоновая дыра над Антарктидой http://www.college.ru/astronomy/course/content/chapter4/section4/paragraph3/theory.html

Состав сухого воздуха

 

Физические свойства атмосферной среды и их гигиеническое значение

Основные климатообразующие факторы

Основные метеорологические явления: восходящие и нисходящие течения воздуха, ветры, дожди, тучи, туманы, грозы и т.д. происходят в нижней части атмосферы — тропосфере, которая проходит над полюсами на высоте 7—8 км и над экватором до 17—18 км.

Над тропосферой, на высоте около 100 км, размещается стратосфера. В стратосфере также есть свои воздушные течения и образуются тучи — «легкие, серебристые», но эти явления происходят по другим, сравнительно с тропосферой, закономерностями.

Расположение ионосферных слоев

Между тропосферой и стратосферой выделяют тонкий слой в 0,5—1 км, который имеет название «тропопаузы», субстратосферы, или изотермического слоя.

Выше стратосферы, к границам атмосферы, размещается ионосфера, которая состоит из очень разреженного и ионизированного воздуха. В ионосфере возникают северные сияния и электромагнитные бури.

Общая глубина атмосферы — около 1000 км, верхняя часть ее не имеет четких границ. По современным взглядам отдельные атомы и молекулы воздуха в виде так называемой «зоны дисинации», или «рассеяния», распространяются на расстояние до 15000 км от поверхности Земли.

Изучение физических факторов атмосферы начнем с гигиенического значения температуры, влажности и движения воздуха, после чего можно будет перейти к рассмотрению комплексного воздействия их на организм человека.

Температура воздуха — фактор неустановившийся, она непрерывно изменяется. Воздух в тропосфере нагревается главным образом за счет солнечной энергии. Поскольку воздух хорошо пропускает солнечные лучи, то последние, проходя через толщу атмосферы, нагревают ее лишь на сильно незначительную величину — на 0,015— 0,02°Ц через час.

Вполне естественно, что температура нижних слоев воздуха изменяется в зависимости от температуры земной поверхности (грунта или воды), то есть повышается с ее нагреванием и наоборот.

Амплитуда суточных колебаний температуры воздуха может быть разной в зависимости от условий. Да, наименьшая амплитуда наблюдается на полюсах, наибольшая — на экваторе. На экваторе приблизительно половину суток солнце нагревает земную поверхность, а во второй половине суток инсоляции нет; это и предопределяет сильное охлаждение грунта и большие амплитуды суточных колебаний температуры воздуха.

На полюсах день и ночь тянутся длительное время, месяцами, потому и температуры держатся долго на одном уровне с незначительными амплитудами колебаний.

Амплитуды колебаний температуры воздуха над материками большие, чем над большими водными пространствами. Это является следствием того, что вода через свою высокую теплоемкость (теплоемкость воды 1,0 грунта 0,5, воздух 0,003 и т. др.) медленно нагревается, но зато и медленно остывает, что приводит к смягчению амплитуды колебаний температуры воздуха над большими водоемами.

Карта годовых изотерм ( за Н.Н. Калитиним, 1947)

 

Суточная амплитуда колебаний температуры воздуха в долинах и на плоскогорье больше, чем в горах. Причиной этого является то, что площадь стыка поверхности земли с воздушными массами в долинах и на плоскогорье больше.

Суточная амплитуда колебаний температуры при облачной погоде меньше, чем при ясной, потому что тучи днем препятствуют интенсивному нагреванию, а ночью — излучению теплового луча в мировое пространство, то есть охлаждению.

Есть также годовые колебания температуры,   которые   зависят   от количества солнечной  энергии,  которая поступает в разные сезоны  года. Имеют некоторое значение и другие факторы, но колебания количества солнечной энергии оказывают главное влияние. Потому на полюсах, куда зимой почти не поступает солнечный луч, а летом инсоляция сравнительно значительная, годовая амплитуда больше, а на экваторе, напротив, меньше. Следовательно, годовые колебания температур зависят от широты местности. В значительной мере они зависят и от близости к большим водоемам, которые, аккумулируя тепло, смягчают суточные и годовые колебания температуры воздуха.

Изменяется температура воздуха и с высотой, а именно, с подъемом вверх она падает. Это, на первый взгляд, парадоксальное явление объясняется тем, как уже отмечалось выше, что воздух нагревается не прямым лучом, а нагретой этим лучом земной поверхностью.

Во время подъема на горы или при полетах на каждые 100 м подъема температура воздуха падает на 0,5—0,6°. На определенной высоте падение температуры прекращается. Граница, на которой прекращается  падение температуры, не  одинаковая на разных  широтах. Наибольшей высоты она достигает над экватором — около 17—18 км; потом к полюсам высота ее постепенно уменьшается; в северном полушарии эта граница возле полюса размещена 8—9 км, в умеренном поясе она содержится на высоте около 11 км. Высота этой границы зависит также от времени года: летом она немного выше, чем зимой. Следовательно, правильное падение температуры  с высотой наблюдается только  в тропосфере, а в тропопаузе это падение прекращается, через что этот слой и называется иначе изотермическим.

Температура воздуха влияет на организм человека и ее здоровье через рецепторы кожи, легких и слизистых оболочек. Она действует как тепловой фактор.

Поступление тепла

Известно, что человек является постоянным продуцентом тепла, что человеческий организм в результате потребления еды использует имеющуюся в ней потенциальную энергию и выделяет ее преимущественно в виде тепла.

Как же теряет тепло человеческий организм?

Большая часть тепла теряется через кожу и слизистые, часть идет на нагревание еды, воды и вдыхаемого воздуха. Через кожу теряется главная масса тепла: по данным одних авторов— 85—90%, а по данным других — даже 95%, следовательно, только 4—6%, в среднем 5% тепла, теряется на нагревание еды, вдыхаемого воздуха и воды.

В связи с этим интересно было изучить, как же происходит отдача тепла кожей. Оказалось, что кожа теряет тепло тремя путями: излучением, проведением и на испарение влаги (пота).

Пути теплоотдачи организма при разной температуре воздуха ( сплошная линия теплоотдача излучением и конвекцией; пунктирная линия- испарением ( влажность 50%, скорость движения воздуха 0,2 м/с, температура стен равняется температуре воздуха ))

Человек при легкой работе в комнатных условиях теряет излучением около 40%, проведением— около 30% и испарением — около 20% тепла. Эти цифры приведены для ориентирования, а в действительности они значительно колеблются в зависимости от условий.

Теплоотдача излучением одетого человека в зависимости от температуры окружающих предметов.

К о н д у к ц и я— это переход тепла через стык предметов, а также частиц воздуха от более нагретого к менее нагретому. Под конвекцией понимают передачу тепла через посредников — воздух, пар, жидкость, частиц которые, нагреваясь “при контакте с более теплым телом, забирают тепло и отдают его при том, что сталкивается с более холодными предметами. Через разницу температур в промежуточной среде, например, в воздухе, образуются конвекционные течения. Эти два способа — кондукция и конвекция — объединяются в понятие теплопроводимость.

Третий путь потери тепла — на испарение влаги. Человеческая кожа всегда покрыта потом, вода которого испаряется. Для этого необходима затрата тепла (скрытая температура испарения). Для испарения 1 л воды нужно 607— 0,708 Т° ккалорій, где Т — температура воздуха.

Нормативные значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

(слайд 30)

Под химической терморегуляцией понимают усиление или замедление  химических процессов теплообразования в организме.

Например, в холодное время  года температурные раздражители внешней среды, действуя  на  рецепторы    кожи,    вызывают ответы   импульсов со стороны центральной нервной системы, которые выражаются в повышении химических процессов теплообразования и в стремлении к более калорийной еде.

К физической терморегуляции принадлежит сужение или расширение кровеносных сосудов кожи благодаря тем же импульсам со стороны центральной нервной системы. В случае воздействия холода поверхностные кожные сосуды сужаются, прилив теплой крови к поверхности кожи уменьшается, следовательно, из поверхности кожи меньше теряется тепла.

В жаркую пору, когда организму необходимо больше отдавать тепла, сосуды расширяются, чем создаются условия для большей отдачи тепла из поверхности кожи. К физической терморегуляции принадлежит также потение. Обычно при низких температурах подавляющее значение имеет химическая терморегуляция, а при высоких — физическая. Ясное дело, на отдачу тепла организмом влияет не только температура воздуха, — на ней мы останавливаемся, лишь потому, что в данный момент изучаем этот метеорологический фактор. Позже мы ознакомимся и с другими факторами, которые влияют на тепловой обмен (влажность и движение воздуха, лучевая энергия).

Организм человека, как говорилось выше, регулирует теплопродукцию и теплоотдачу, но эта регуляция имеет границу. Когда эта граница перейдена, могут наступить нарушения в состоянии организма.

Есть наблюдение (Тилле), что человек переносил кратковременное пребывание при температуре воздуха до 132°. Но поскольку в этих условиях организм всего производимого тепла не отдавал, то температура тела повышалась до 38,9°.

Бывают случаи и более длительного пребывания при высокой, хотя и меньше, чем предыдущая, температуре, но при значительной влажности, что также вызывает нарушение терморегуляции и повышения температуры тела.

Возьмем, например, парильню русской бани, температура в которой достигает 53—60°, а влажность доходит до 100%; некоторые любители могут находиться в ней 15—20 и даже 30 минут, причем у них наблюдалась температура тела до 41,6° (измеряется per rectum).

Если все тепло, что произвел организм, не отдается во внешнюю среду, то тело может настолько перегреваться, что произойдет нарушение деятельности — паралич теплорегуляционных центров головного мозга, после чего температура тела быстро повышается и может наступить тепловой удар.

Перегрев и тепловой удар могут наступить при разных условиях: в парильне, во время похода в жаркое время года, при работе в помещении с высокой температурой окружающей среды т.п.

Признаки теплового удара такие: покраснение лица, головная боль, сухость слизистых, сухость и жар кожи, ускоренный пульс, слабость; в тяжелых случаях — потеря сознания и даже смерть.

Человек на протяжении всей своей жизни испытывает воздействие водяной пары воздуха. Количество ее в воздухе постоянно изменяется: она то уменьшается, то увеличивается. Когда в воздухе накапливается много водяной пары, то условия для испарения влаги ухудшаются. В воздухе, наконец, может накопиться такое количество водяной пары, что ее упругость будет равняться упругости жидкости, которая испаряется, — и тогда испарение  прекращается.

Испарение зависит от температуры воздуха: чем высше последняя, тем интенсивнее происходит испарение. Потому испарение словно идет следом за температурой воздуха: повышается температура воздуха — повышается и испарение; снижается температура воздуха — падает и испарение.

Для гигиенической оценки воздуха важно знать относительную влажность. Но для того, чтобы вычислить относительную влажность, следует знать абсолютную и максимальную влажность. Потому необходимо напомнить, что значат эти понятия.

Абсолютная влажность — это количество водяной пары в г, которая содержится в данный момент в 1 м3 воздуха.

Максимальная влажность определяется тем количеством водяной пары в г, которая насыщает полностью 1 м3 воздуха при данной температуре. Чем выше температура воздуха, тем выше максимальная влажность, то есть нужно больше водяной пары для его насыщения.

Относительная влажность — это отношение абсолютной влажности к максимальной при данной температуре, выражено в процентах, то есть:

F = (e/E)*100,

где F — относительная влажность; е — абсолютная влажность; Е — максимальная

В гигиене пользуются еще понятием физиологическая относительная влажность. Она являет собой отношение абсолютной влажности при данной температуре воздуха к максимальной влажности при 36,50, выражено в процентах. Физиологическая относительная влажность характеризует способность воздуха воспринимать влагу, которая испаряется при температуре человеческого тела. Она дает возможность точнее оценить влияние влажного воздуха на человека.

Допустим, что в данном помещении абсолютная влажность 17 мм рт. ст., температура 20°Ц; это показывает, что относительная влажность около 100%, то есть что испарение почти невозможно. Однако человек в этих условиях все же будет отдавать тепло на испарение. Это объясняется тем, что воздух вокруг человеческого тела за счет температуры тела нагревается до температуры кожи человека; следовательно, максимальная влажность такого воздуха более высокая, и оно становится способным воспринимать влагу.

Влажность воздуха может быть охарактеризована и так называемым дефицитом насыщения. Дефицит насыщения — это разница между максимальной и абсолютной влажностью при одной и той же температуре.

Рядом с этим есть еще понятие физиологический дефицит насыщения. Это — разница между максимальной влажностью при температуре тела человека (36,5°) и абсолютной влажностью воздуха. Физиологический дефицит насыщения дает возможность ориентировочно установить, сколько граммов воды человек может потерять путем испарения в данных условиях.

В воздух постоянно поступает много влаги, потому что в природе очень много источников парообразования. Все водные поверхности, начиная от океанов и заканчивая реками и озерами, являются источниками парообразования. Земная поверхность с ее растительностью также является источником влаги. Испаряет влагу и весь животный мир, хоть в общем балансе последнее и не имеет большого значения.

Широтные изменения суммы осадков за год (А) и средней приземной температуры (Б)

Человеческий организм постоянно теряет влагу либо в виде водяной пары, либо в виде капельно-жидкой воды. Установлено, что в спокойном состоянии при комнатной температуре человек теряет через кожу около 20% воды, через легкие — около 15%, остальные — мочой и фекалиями. Следовательно, в этих условиях около 35% воды теряется в виде испарений и 65% — в жидком виде с фекалиями и мочой. При работе и высокой температуре воздуха, напротив: 60% воды теряется испарением из кожи и легкими и гораздо меньше приходится на потерю влаги мочой и фекалиями. Если с этой стороны подойти к оценке влажности воздуха, то становится понятным ее гигиеническое значение.

Человек во время работы, особенно в условиях высокой температуры, должен терять больше влаги испарением, потому очень важно, как будет воспринимать воздух влагу, которая испаряется человеческой кожей и легкими. Если воздух будет сух, организм легко будет отдавать влагу испарениям, а если он уже насыщен водяной парой, то отдача влаги испарением будет затруднена.

Учитывая влияние влажности воздуха на испарение влаги из поверхности кожи человека и, значит, на ее теплообмен, гигиенисты разработали нормы влажности воздуха. При комнатной температуре (18—20°) и при легкой работе нормой влажности принято считать от 30 до 70%. Некоторые гигиенисты суживают верхнюю границу влажности воздуха до 60%.

Предложена схема для оценки воздуха по влажности: воздух называют сухим, когда водяной пары в нем меньше 55%, умеренно сухим — при влажности от 56 до 70%, умеренно влажным— от 71 до 85%, сильно влажным — свыше 86% и насыщенным— 100%.

На тепловой обмен и тепловое самочувствие человека, кроме температуры и влажности, влияет и движение воздуха.

Скорость воздуха в м/с и в баллах

В естественных условиях первичной причиной перемещения ветреных масс есть неравномерное их нагревание возле экватора и возле полюсов, причем над экватором густота воздуха в результате нагревания уменьшается и он поднимается вверх, а охлаждается, более густой и тяжелый воздух от полярных стран двигается вдоль поверхности земли в направлении к экватору. Вследствие этого непрерывно происходит общая циркуляция атмосферы. В северном полушарии, в нижних слоях атмосферы, наблюдается течение воздуха с севера на юг, однако в результате вращения земли это течение отклоняется вправо и набирает направления от северного востока на юго-запад. В южном полушарии течение воздуха в нижних слоях атмосферы идет с юга до экватора и, отклоняясь по тем же причинам влево, набирает направления от юго-востока на северо – запад. С другой стороны, в верхних слоях атмосферы есть два противоположных воздушных течения, которые имеют направление от экватора к обоим полюсам, причем в северном полушарии течение идет от юго – запада, а в южной — из северо – запада.

Роза ветров с северо-западным направлением доминирующего ветра

Верхние воздушные течения в меру поднятия вверх и отдаления от экватора охлаждаются и постепенно опускаются к поверхности земли, превращаясь в нижнее течение, которое имеет направление к экватору, а нижние течения обоих полушарий в меру нагревания в результате приближения к экватору, становятся более легкими и возле экватора поднимаются в верхние слои атмосферы, давая начало верхним течениям, которые идут к полюсам.

Движение воздуха наряду с температурой и влажностью его влияет на отдачу тепла организмом и, значит, на теплообмен человека.

Влияние движения воздуха на температуру кожи человека по И.М. Саркизовым-Серазини

Рассмотрим такой пример. Допустим, что температура воздуха высока, лишь немного ниже от температуры человеческого тела. Высока также и относительная влажность. При таких условиях отдача тепла телом человека будет затруднена, потому что и температура воздуха высокая, близкая к температуре человеческого тела, и влажность высокая, которая препятствует теплоотдаче путем испарения пота. Пребывание человека в таких условиях будет приводить к перегреву.

Допустим, что человека только что ввели в помещение с отмеченными метеорологическими условиями. Первое время ему относительно легко отдавать тепло, а чем дальше, тем тяжелее, потому что воздушная оболочка, которая окружает тело, тоже нагревается от тепла, что выделяется человеком, и это утруждает теплоотдачу. А если изменить воздушную оболочку, скажем, побыл в ней некоторое время человек, —эту оболочку убрать, а другую подвести и т. др., тогда человек находится в ней так, словно она только что очутился в этих метеорологических условиях, и ему легче отдавать тепло. Движение воздуха и создает эти условия. Он даже при температуре воздуха, более высокой от температуры человеческого тела, также способствует отдаче тепла, если только влажность невысокая. В данном случае новые порции сухого воздуха, которые обтекают тело человека, усиливают испарение, то есть теплоотдачу.

Рассмотрим другой пример — при наличии низкой температуры воздуха. Такой воздух охлаждает человеческое тело. Если представить себе вокруг человека неизменную воздушную оболочку, то тело будет немного нагревать ее и она не будет охлаждать так сильно человеческое тело. Если же мы будем все время подводить новые порции воздуха, то тело будет охлаждаться значительно сильнее.

Потому движение воздуха следует обязательно учитывать одновременно с температурой и влажностью его с целью полного определения теплового ощущения человека в зависимости от состояния воздушной среды.

Гипо- и гипероблучение солнечной радиацией и их влияние на организм человека

Недостаточное облучение организма физиологически необходимой УФ-радиацией («солнечное голодание») фиксируют в северных широтах, а в зимние месяцы — и в средних. Это связано с большим количеством пасмурных дней, непродолжительным пребыванием в условиях открытой атмосферы, ношением теплой одежды. Многочисленные экспериментальные исследования и наблюдения в натурных условиях убедительно свидетельствуют о том, что недостаток УФ-облучение снижает адаптационные возможности организма, приводит к развитию анемии, ухудшает регенерацию тканей, снижает стойкость организма к действию токсичных, канцерогенных, мутагенных и инфекционных агентов. Недостаточный синтез холекальциферола (витамина D₃) и связанное с ним нарушения обмена кальция и фосфора у детей вызывает рахит, а в взрослых — остеопороз, замедленное возрастание костей при переломах, увеличения заболеваемости на кариес. В северных широтах с целью предотвращения «солнечному голоданию» успешно применяют профилактическое облучение Уф-радиацией, прежде всего беременных женщин и матерей, которые кормят детей грудью, шахтеров в специальных фотариях с помощью эритемных люминесцентных ламп, спектр которых включает 20 % видимого излучения, 45 %—уф-излучение участка А, 35 %—участка В. Казалось бы, что для так называемого Уф- голодания в жарких странах нет предпосылок. Между тем эксперты ВООЗ установили эндемическое распространение рахита в сельских местностях Греции и мусульманских странах (Средиземноморье и др.) среди детей грудного и раннего возраста. Причина состоит в том, что за местными традициями беременные женщины и матери, которые кормят грудью, а также дети почти не выходят из жилых помещений. Женщины настолько закрывают тело одеждой и чадрой, которая их кожа мало облучается солнцем и в грудном молоке отсутствующий холекальциферол. У детей, больных на рахит, снижается стойкость к действию вредных факторов внешней среды. Когда дети подрастают, чаще выходят из дома, облучаются солнечной радиацией, рахит минует. Для ускорения выздоровления необходимо питание, которое содержит достаточное количество кальция.

 

Конечно, что для тропиков значительно актуальным есть профилактика патологии, которая связанная с гипероблучением. Пребывание с непокрытой головой под прямым солнечным лучом может привести к солнечному удару. Это поражение наблюдается при местном облучении головы и затылка; общая гипертермия оказывает содействие этому. Причиной местного перегревания есть инфракрасное и частично видимое излучения, которое нагревает кости черепа. Температура в участке между костями черепа и оболочками мозга повышается до 41 °С. При этом развивается воспаления мозговых оболочек. Клиническая картина заболевания: головная боль, умопомрачения, нарушения сердечно-сосудистой деятельности, потеря сознания, корчи и в трудных случаях — смерть. В особенности опасным есть солнечный удар для детей. Профилактика состоит в покрытии головы шляпой и предотвращении общей гипертермии. Кроме этого, солнечное облучение может усилить гипертермическое действие высокой температуры воздуха и оказывать содействие возникновению теплового удара. Пребывание на солнце эквивалентное повышению температуры воздуха на 5-6 °С.

Продолжительное пребывание человека раздетым под солнечным лучом может вызвать облучение участков кожи зажигательную реакцию — фотоэритему.

Если облученная большая поверхность кожи, то фотоэритема сопровождается повышением температуры тела и общим недомоганием.  Причиной  фотоэритемы есть избыточное облучение Уф-радиация, инфракрасная и видимая часть лучей солнечного спектра усиливает действие ультрафиолета. В облученном месте кожи после латентного периода, который длится несколько часов, расширяются кровеносные сосуды, набухают клетки эпидермиса, появляется инфильтрат, иногда пузырьки. После виздоровлення толщина эпидермиса увеличивается, усиливается пигментация, кожа становится менее чувствительной к действию Уф-лучей. В производственных условиях во. время електро– и газовой сварки в составе излучения являются Уф-лучи участка А, В і С. Действуя на глаза сварщиков, они могут повреждать роговицу и конъюнктиву. После латентного периода наблюдается гиперемия и отек конъюнктивы, слезотечение, светобоязнь, блефароспазм. Заболевания называется фотоофтальмией

http://okna.com.ua/artic.php?a=961

 

 

Экспериментальные исследования показали, что в случае хронического облучения животных Уф – излучением в больших дозах (что превышают Ѕ – 1 биодозу) вместо общестимулирующего действия наблюдается снижения: стойкости организма к действию вредных факторов. Это подтверждают наблюдения на людях.

В случае хронического гипероблучения, которое может возникнуть во время работы в полуобнаженном состоянии в условиях открытой атмосферы или приема солнечных ванн во время отдыха, в особенности в жарких странах,, нередко наблюдают ухудшения самочувствия, снижения сопротивляемости к« действию вредных агентов, иногда похудения, обострения сердечно-сосудистых заболеваний и хронических зажигательных процессов, в том числе туберкулеза, склонность к аллергическим реакциям вследствие чрезмерного образования гистамина и т.д. Доказано, что избыточное солнечное облучение вследствие мутагенного действия УФ-излучение приводит к увеличению количества заболеваний на рак кожи лица и губ. Так, в США заболеваемость на рак кожи растет от северных районов к южных, удваиваясь на каждые 4-6^е широты. За данными О. В. Чаклина (1986), рак кожи в районах СНГ с жарким климатом составляет 20-22 % всех форм рака, а в северных районах лишь 4-7 %. На рак кожи лица переселенцы болеют в 10-12 раз чаще, чем смуглые местные жители, которые, в соответствии с традициями, больше защищают лицо от облучения. Отмечено, что у аборигенов Южной Африки рак кожи регистрируется в 27 раз реже, чем у лиц с белой кожей.

Предотвратить гипероблучение несложно, необходимо лишь выполнять; медицинские рекомендации относительно приема солнечных ванн или работы в условиях открытой атмосферы. Детям младшего возраста, пожилым людям, больным на сердечно-сосудистые и хронические зажигательные заболевания, алергозы и т.п., рекомендуется получать профилактическую дозу Уф-радиации, облучаясь в тени рассеянной радиацией, при этом выключается возможность гипероблучения и обострений.

 

Физические характеристики искусственного освещения

1. Искусственное освещение (как и естественное) характеризуют:

–      сила света (І) – мощность источников света, которая определяется в канделах (Кд). Это сила света, которая генерирует в определенном направлении монохроматическое излучение с частотой 540 × 10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/стерадиан;

_–        световой поток (F) – пространственная плотность светового излучения, единицей которого является люмен (лм) – световой поток, излучаемый единичным источником при силе света 1 кд в телесном углу в 1 стерадиан (пространственный угол в виде конуса с вершиной в центре сферы, которая вырезает на поверхности этой сферы поверхность, площадь которой равняется квадрату радиуса сферы);

_–        освещенность (Е) – поверхностная плотность светового потока ,

где: S – площадь осветительной поверхности, м².

Единица освещенности – люкс (лк) – освещенность поверхности площадью 1 м² световым потоком в 1 лм;

–      яркость (В) – сила света, что излучается или отражается с единицы площади в м² в определенном направлении:  кд/м²,

где:

dS cosj – видимая площадка светящейся поверхности;

j – угол между направлением распространения светового потока и нормалью к светящейся поверхности.

Единицей яркости есть кд/м² – яркость светящейся поверхности (генерирующей или отражающей) с площади 1 м² при силе света 1 кд;

–    коэффициент отражения (b) – отношение отраженного потока света (F_отр.) к потоку, который падает на поверхность (F_пад.), определяется по формуле b = F_отр./F_пад.

Величина b для свежего снега равняется – 0,9, для белой бумаги – 0,7, для не загорелой кожи – 0,35.

–      коэффициент светопропускания (t) – отношение светового потока, который прошел сквозь среду (F_пр) к световому потоку, который падает на эту среду ( F_пад):

 t = F_пр./F_пад.

Этот коэффициент разрешает оценивать качество и чистоту оконного стекла, стекла осветительной арматуры.

–  светность (М) – поверхностная плотность светового потока в лм, что излучается ( или отражается) с площади 1 м² (лм/м²).

2. Зрительные функции

–                  острота зрения (острота различения) – способность зрительного анализатора различать наименьшие детали объекта. Определяется наименьшим углом, под которым  две смежные точки различаются как отдельные. Условно считают, что острота зрения равняется одной радиальной минуте. Острота различения возрастает пропорционально увеличению освещенности до 130-150лк, а с дальнейшим увеличением освещенности этот рост замедляется;

–                  контрастная чувствительность – способность зрительного анализатора воспринимать минимальную разность яркостей исследуемого объекта и фона. Она наибольшая при освещенности 1000 -2500 лк;

–                  скорость зрительного восприятия – время, на протяжении которого происходит осознание деталей объекта, который рассматривается. Эта скорость возрастает к освещенности 150 лк, а потом этот рост несколько снижается непропорционально росту освещенности;

–                  видимость – интегральная функция зрительного анализатора, которая учитывает основные его функции – остроту зрения, контрастную чувствительность, скорость зрительного восприятия;

–                  устойчивость ясного видения – отношение времени ясного видения объекта к суммарному времени рассматривания детали. Физиологически эта функция зрительного анализатора основывается на разрушении зрительного пурпура под влиянием световой энергии и образовании защитного черного пигмента на тех участках сетчатки, где изображение ярче. Эта функция достигает оптимальных значений при освещенности 600- 1000 лк. Ее снижение свидетельствует о развитии утомления зрительного анализатора;

–                  функция цветового различия (восприятие). Белый, черный, серый цвета – ахроматические, характеризуются лишь яркостью, интенсивностью светопотока. Хроматические цвета – монохроматические, характеризуются яркостью и цветностью. Зрение наиболее чувствительно к желто-зеленой части видимого спектра, наименее чувствительно к фиолетовому излучению. При сумеречном и искусственном освещении (особенно при лампах накаливания) цветовая чувствительность зрительного анализатора снижается и искажается.

–                  адаптация – способность зрительного анализатора: а) уменьшать свою чувствительность при переходе от низкой до высокой освещенности (световая адаптация), которая  наступает довольно быстро (за 2-3 минуты) и обусловлена преобразованиям зрительного  пурпура в защитный черный пигмент в сетчатке глаза; б) увеличивать эту чувствительность при переходе от высокой к низкой освещенности (темновая адаптация), которая длится значительно дольше – до 40-60 минут и обусловлена восстановлением зрительного пурпура в сетчатке глаза.

–                  аккомодация – способность глаза регулировать остроту зрения в зависимости от расстояния до объекта рассматривания и освещения за счет изменений в преломлении света в оптической системе глаза, в основном за счет кривизны хрусталика. При уменьшении освещенности ниже 100-75 лк эта кривизна увеличивается, объект, который рассматривается, нужно приблизить к глазам .

Недостаточная освещенность способствует перенапряжению системы аккомодации, развитию усталости и переутомления зрительного анализатора, а в несформированном зрительном анализаторе (дети, подростки) – развитию близорукости, особенно, когда к этому есть врожденная предрасположенность.

–                  критическая частота мигания определяется временами, на протяжении которого в зрительном анализаторе сохраняются следы образов: изображение объекта, которое исчезло с поля зрения, еще какой-то миг остается видимым в зависимости от яркости этого объекта. Физиологической основой этой функции зрения есть те самые процессы разрушения и восстановления  зрительного пурпура. На этой функции зрения основывается величайшее изобретение человечества – кино. Частое изменение кадров (25 за секунду), близких за конфигурацией объектов и затемнение экрана обеспечивают непрерывность и динамику изображения.

 

Источника искусственного освещения – электрические и неэлектрические. К последним относятся керосинки, карбидные лампы, свечки, газовые светильники. Их использование в наше время ограничено – в аварийных ситуациях, в полевых условиях и др.

Электрические источники искусственного освещения делятся на дуговые (в прожекторах, юпитерах”), лампы накаливания, газоосветительные, люминесцентные.

Недостатком ламп накаливания есть смещения спектра в желто-красную сторону, искажение цветового ощущения, ослепляющее действие прямых лучей.

Люминесцентные лампы имеют спектр, приближенный к дневному свету, с модификациями, которые зависят от люминофора, который покрывает внутреннюю поверхность стеклянной трубки и трансформирует ультрафиолетовое свечение паров ртути в трубке в видимый свет. Различают лампы дневного света (ЛД), белого света (ЛБ), теплого белого света (ЛТБ) и др.

Недостатком люминесцентных ламп является стробоскопический эффект – мигание подвижных предметов.

Одним из недостатков как прямого солнечного света, так и ярких источников искусственного освещения есть их способность вызвать ослепляющий эффект. От яркого солнечного света мы защищаемся шторами, жалюзями на окнах, тонированием стекла, использованием защитных очков.

Для защиты от ослепляющего действия искусственных источников освещения используется осветительная арматура (которая, кстати, выполняет также эстетические функции).

С точки зрения формирования светового потока различают 5 типов осветительной арматуры (рис. 5.1):

– прямого света, когда весь световой поток направляется в одну полусферу (настольная лампа с непрозрачным абажуром, прожектор, ,,юпитеры”, которые используются в фото – киносъемках);

–         равномерно-рассеянного света (матовый или молочно-белый шар);

–         отраженного света (когда светильник с непрозрачным абажуром направляет световой поток в верхнюю полусферу. При этом свет отбивается от потолка и рассеивается в нижнюю полусферу);

–         направленно-рассеянного света, когда основной световой поток направляется в нижнюю полусферу через отверстие в абажуре, а часть его рассеивается в верхнюю полусферу через абажур из матового или молочно-белого стекла или пластика;

–         отраженно-рассеянного света, когда основной световой поток направляется в верхнюю полусферу и отбивается от потолка, а часть рассеивается в нижнюю полусферу через абажур из матового или молочно-белого стекла или пластика.

 

Допустимая величина ослепленности зрения на рабочем месте составляет:

–         при І, ІІ           разряде зрительной работы – 20 кд\м²;

–         при ІІІ,ІV,V    разряде зрительной работы – 40 кд\м²;

–         при VІ, VІІ     разряде зрительной работы – 60 кд\м².

 

 

Мал. 5.1. Типы осветительных арматур

 

(1 – прямого света; 2 – направленно-рассеянного света; 3, 4 – равномерно-рассеянного света; 5 – отраженно-рассеянного света)

 

 

Схема оценки искусственного освещения помещений.

 

Данные описательного характера:

–         название и назначения помещения;

–         система освещения (местное, общее, комбинированное);

–         количество светильников, их тип (лампы накаливания, люминесцентные и прочие);

–         их мощность, Вт;

–         вид осветительной арматуры и в связи с этим направление светового потока и характер света (прямой, равномерно-рассеянный, направленно-рассеянный, отраженный, рассеянно-отраженный) ;

–         высота подвеса светильников над полом и рабочей поверхностью;

–         площадь освещаемого помещения;

–         отражающая способность (яркость) поверхностей: потолка, стен, окон, пола, оборудования и мебели.

Определение освещенности расчетным методом “Ватт”:

а) измеряют площадь помещений, S, кв. м;

б) определяют суммарную мощность Вт, которую создают все светильники;

в) рассчитывают удельную мощность, Вт/кв. м;

г) в таблице 1 величин минимальной  горизонтальной освещенности находят освещенность при удельной мощности 10 Вт/кв. м;

д) для ламп накаливания освещенность рассчитывается по формуле:

,

где Р – удельная мощность, Вт/кв. м;

     Е_таб. – освещенность при 10 Вт/кв. м, (табл. 1);

     К – коэффициент запаса для жилых и общественных помещений,

который равняется 1,3.

 

Таблица 1

 

Величины минимальной горизонтальной освещенности Е_таб.при удельной мощности (Р) 10 Вт/кв. м.

 

Формулу можно применить для расчета освещенности, если лампы одинаковой мощности. Для ламп разной мощности расчет проводится отдельно для каждой мощности ламп, а результаты прибавляются. Найденную методом “Ватт” величину освещенности сравнивают с нормативными величинами (табл. 2).

 

Таблица 2

 

Нормы общего искусственного освещения

(СНиП ІІ-69-78 и СНиП ІІ-4-79)

 

 

Для люминесцентных ламп удельной мощностью 10 Вт/кв. м минимальная горизонтальная освещенность составляет 100 лк. При других удельных мощностях расчет ведут согласно пропорции.

Для производственных помещений, согласно СНиП ІІ-4-79, все виды работы разбиты на 7 разрядов, исходя из линейных размеров наименьшего объекта распознавания, с которым работает рабочий на расстоянии 0,5 м от глаза. Первые 5 разрядов разбиты на 4 подразряда (а, б, в, г), исходя из контраста между объектом распознавания и фоном. Например, при особенно точной зрительной работе (1-й разряд, размер объекта меньше 0,1мм) освещенность рабочего места должна быть: при небольшом контрасте с фоном – 1500 лк; при среднем – 1000 лк, при большом – 400 лк. При работе малой точности (4-й разряд, размер объекта 1,0-10 мм ), соответственно, 150, 100, 75 лк.

Предложенный метод расчета не является абсолютно точным, поскольку он не учитывает освещенность каждой точки, расположение светильников и другие факторы, которые влияют на освещенность, но широко применяется для оценки освещенности классов, больничных палат и тому подобное.

Чтобы определить освещенность на отдельном рабочем месте помещения, умножают удельную мощность ламп (Р) на коэффициент (е), который показывает, какое количество люксов дает удельная мощность 1 Вт/кв. м: Е = Р х е. Этот коэффициент для помещения с площадью 50 кв. м при лампах мощностью до 110 Вт составляет 2, 110 Вт и больше – 2,5 (табл. 3), для люминесцентных ламп – 12,5.

 

Таблица 3.

Значение коэффициента е.

 

 

 

Определение освещенности на рабочем месте с помощью люксметра.

Определение горизонтальной освещенности на рабочем месте проводится с помощью люксметра (см. тему № 4, приложение 2). Поскольку прибор градуированный для измерения освещенности, которую создают лампы накаливания, то для люминесцентных ламп дневного света (ЛД) вводят поправочный коэффициент 0,9; для ламп белого цвета (ЛБ) – 1,1; для ртутных (ЛДР) – 1,2.

Если определения проводят днем, то сначала следует определить освещенность, созданную смешанным освещением (искусственным и естественным), потом при отключенном искусственном освещении. Разность между полученными данными и будет величина освещенности, которая создана искусственным освещением.

Равномерность освещения определяют “методом конверта” – измеряют освещенность в 5 точках помещения и оценивают путем расчета коэффициента неравномерности освещенности (отношение минимальной освещенности к максимальной в двух точках, отдаленных одна от одной на расстояние 0,75 м, если определяют равномерность освещения на рабочем месте, или на расстояние 5 м, если определяют равномерность освещения в помещении).

 

Расчет яркости рабочей поверхности определяют по формуле:

 

,

 

где, Я – яркость, кд/кв. м;

Е – освещенность, лк;

К – коэффициент отражения поверхности

(белая – 0,7; светло-бежевая – 0,5; коричневая – 0,4; черная – 0,1).

 

Допустимая яркость светильников общего освещения для жилых и общественных помещений приведена в таблице 4.

 

Таблица 4

 

Допустимая яркость светильников общего освещения для жилых и общественных помещений.

 

Для создания достаточного и равномерного освещения и защиты зрения от ослепления важное значение имеет высота подвеса и размещение светильников общего света в горизонтальной и вертикальной плоскостях помещения. При общем и комбинированном освещении светильники общего освещения располагают равномерно в горизонтальной плоскости потолка (при необходимости создать  достаточную освещенность во всех точках помещения), или сосредоточенно-локализовано (для создания в некоторых участках помещения более высокой освещенности).

Размещение светильников над уровнем пола – высота подвеса (с целью ограничения создаваемого ими ослепления) должна быть не меньше величин, которые указаны в таблицы 5.

Наилучшие условия освещения создаются при определении соотношения расстояния между светильниками в горизонтальной плоскости (L) к высоте их подвеса над местом, которое исследуется (Н). Эти соотношения установленные на основании определения кривых светораспределения разных типов светильников, их оптимальные значения представленные в таблице 6.

Таблица 5

 

Наименьшая высота подвеса светильников общего освещения

над полом (м).

 

 

 

Таблица 6.

 

Оптимальное соотношение расстояния между светильниками и высоты их над исследуемой поверхностью (L/Н)

 

 

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ И ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ДОЗЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОй радиации.

 

 

Солнечная радиация, ее физические характеристики

и спектральный состав.

 

Солнечная радиация – это интегральный поток корпускулярных частиц (протоны, альфа-частицы, электроны, нейтроны, нейтрино и другие) и электромагнитного (фотонного) излучения (таблица 1).

 

Таблица 1.

Электромагнитный состав солнечной радиации

(за R.F. Donnelly, O.R.White, 1980)

 

	Длина волны l в нанометрах
Диапазон радиочастот	> 100 000
Далекий инфракрасный участок	100 000 – 10 000
Инфракрасный участок	10 000 – 760
Видимый или оптический участок	760 – 400
Ультрафиолетовый участок	400 – 120
Крайний ультрафиолетовый участок	120-10
Мягкое рентгеновское излучение	10-0,1
Жесткое рентгеновское излучение	< 0,1

 

УФР Солнца с длиной волны меньше 290 нм полностью поглощается кислородом и озоном в верхних слоях земной атмосферы. Тем не менее, загрязнение атмосферы промышленными выбросами, особенно фреоном, оказывает содействие разрушению и утоньшению озонового слоя атмосферы, в этих регионах появлению так называемых “озоновых дыр”, из-за которых ближе к поверхности земли проникают более короткие и опасные для всего живого УФ лучи.

 

Искусственные источники УФР:

·        прямые ртутно-кварцевые (ПРК), дуговые ртутно-кварцевые (ДРК) лампы, генерирующие УФР в диапазоне волн 240-380 нм;

·        лампы эритемные увиолевые (ЭУВ-15, ЭУВ-30, ЛЭ-30) – в диапазоне 285-380 нм;

·        лампы бактерицидные увиолевые БУЛ-30, ЛБ-30 – в диапазоне  240-380 нм.

Весь диапазон Уф-излучения Солнца и искусственных источников делится на три области:

–         область А – длинноволновое УФ-излучение: λ = 315-400 нм;

–         область В – средневолновое Уф-излучение: λ = 280-315 нм;

–         область С – коротковолновое Уф-излучение: λ = 10-280 нм.

 

Спектральный состав и основные свойства УФИ представлены на рис. 2.1.

 

 

Рис. 2.1. Спектральный состав и основные свойства ультрафиолетового излучения (УФИ)

 

Биологическое действие УФР: биогенное (общестимулирующее, Д-витаминообразующее, пигментообразующее) и абиогенное (бактерицидное, вирулицидное, канцерогенное и т.п.).

1. Общестимулирующее (эритемное) действие УФР присуще диапазону 250-320 нм, с максимумами 250 и 297 нм (двойной пик), и минимумом при 280 нм. Это действие проявляется фотолизом белков кожи (УФ лучи проникают в кожу на глубину 3-4 мм) с образованием токсических продуктов фотолиза – гистамина, холина, аденазина, пиримидиновых соединений и других. Последние всасываются в кровь, стимулируют обмен веществ в организме, ретикулоэндотелиальную систему, костный мозг, повышают количество гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов, активность ферментов дыхания, функцию печени, стимулируют деятельность нервной системы и т.п.

Общестимулирующее действие УФР усиливается благодаря ее эритемному эффекту – рефлекторному расширению капилляров кожи, особенно, если одновременно имеет место достаточно интенсивное инфракрасное излучение. Эритемный эффект при чрезмерном облучении может закончиться ожогом кожи.

2. Д-витаминообразующее (антирахитическое) действие УФР присуще для диапазона 315-270 нм (область В) с максимумом действия в диапазоне длины волны 280-297 нм. Действие состоит в расщеплении кальциферолов: из эргостерина (7,8-дегидрохолестерина) в кожном сале (секрете сальных желез) под влиянием УФИ, благодаря расщеплению бензольного кольца, образуется витамин Д₂ (эргохолекальциферол) и витамин Д₃ (холекальциферол), а из провитамина 2,2-дегидроэргостерина – витамин Д ₄.

3. Пигментообразующее (загарное) действие УФР характерно для диапазонов области А, В и длиной волны 280-340 нм с максимумами при 320-330 нм и 240-260 нм. Оно обусловлено преобразованием аминокислоты тирозина, диоксифенилаланина, продуктов распада адреналина под влиянием УФР и фермента тирозиназы в черный пигмент меланин. Меланин защищает кожу (и весь организм) от избытка УФИ, видимого и инфракрасного излучения.

4. Бактерицидное (абиотическое) действие УФР присуще области С и В и охватывает диапазон волн с длиной от 300 до 180 нм с максимумом при длине волны 254 нм (по другим данным – 253,7-267,5 нм). Под влиянием УФР сначала возникает раздражение бактерий с активацией их жизнедеятельности, которая с увеличением дозы УФР изменяется бактериостатическим эффектом, а затем – фотодеструкцией, денатурацией белков, гибелью микроорганизмов.

5. Канцерогенное действие УФР проявляется в условиях жаркого тропического климата и на производствах с высокими уровнями и продолжительным действием технических источников УФИ (электросварка и т.п.).

 

 

Методы измерения УФ радиации

 

1. Интегральный (суммарный) поток радиации Солнца измеряется пиранометрами (например, пиранометр Янышевского) и выражается в . Солнечная постоянная равняется 2 на границе атмосферы и 1 на уровне Земли.

2. Биологический (эритемный) метод – определение эритемной дозы с помощью биодозиметра М.Ф. Горбачева (рис. 2.2). Эритемная доза (ЭД) или биодоза – наименьшая продолжительность УФ облучения незагоревшей кожи в минутах, после которого спустя 15-20 часов (у детей спустя 1-3 часа) проявляется выраженное покраснение кожи (эритема).

Биодозиметр М.Ф. Горбачева представляет собой планшетку с 6-ю отверстиями (1,5 – 1,0 см), которые закрываются подвижной пластинкой. Для определения эритемной дозы биодозиметр закрепляют на незагоревшей части тела (внутренняя часть предплечья). Целесообразно пометить на коже (шариковой ручкой) расположение и номер окошек. Исследуемый участок кожи располагают на расстоянии 0,5 м от искусственного источника УФИ (после прогрева лампы 10-15 мин.) и открывают каждое окошко на 1 минуту. Таким образом, окошко № 1 облучается 6 мин., № 2 – 5 мин., № 3 – 4 мин., № 4 – 3 мин., № 5 – 2 мин., № 6 – 1 мин. В зависимости от мощности источника и других условий время облучения и расстояние до источника могут быть иными.

Контроль появления эритемы проводят через 18-20 часов после облучения. Эритемную дозу определяют в минутах по номеру окошка, где эритема будет наименьшей.

Физиологическая доза составляет 1/2 – 1/4 эритемной, а профилактическая – 1/8 эритемной дозы.

Профилактическую дозу на необходимом для облучения пациентов расстоянии рассчитывают по формуле:

,

где: В – расстояние от лампы до пациента в м;

С – стандартное расстояние в м, на котором определяется эритемная доза (0,5 м);

А – эритемная доза на стандартном расстоянии, мин.

 

Примечание: как отмечено раньше, студенты друг у друга на занятии лишь облучают кожу при помощи дозиметра Горбачева. На коже шариковой ручкой нумеруют окошки, а спустя 18-20 часов самостоятельно определяют эритемную дозу, рассчитывают физиологическую и профилактическую дозы, данные заносят в протокол, о результатах работы отчитываются на следующем занятии.

 

 

 

Рис. 2.2. Биодозиметр Горбачева.

 

3. Фотохимический (щавелевокислый) метод разработан З.Н. Куличковой и основан на разложении щавелевой кислоты в присутствии азотнокислого уранила пропорционально интенсивности и продолжительности УФ облучения ее титрованного раствора.

Результат измерения выражается  в количестве миллиграммов разложившейся щавелевой кислоты на 1 см² облучаемой поверхности раствора. Одной эритемной дозе отвечает 3,7- 4,1 ^мг/_см² разложенной щавелевой кислоты, физиологической дозе – 1 ^мг/_см², профилактической дозе – 0,5 ^мг/_см².

Интенсивность ультрафиолетовой радиации этим методом определяется в мг разложившейся щавелевой кислоты на 1 см² поверхности раствора за единицу времени (мин, час).

Реактивы: 0,1 н раствор щавелевой кислоты (6,3 г на 1 л дистиллированной воды); рабочий 0,1 н раствор перманганата калия (3,16 г КМnО₄ в 1 л дистиллированной воды): рабочий 0,1 н раствор щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом (6,3 г щавелевой кислоты и 5,02 г азотнокислого уранила в 1 л дистиллированной воды); 6 % раствор серной кислоты (60 мл концентрированной кислоты на 1 л дистиллированной воды).

Порядок исследования: 

1.     Определяют титр 0,1 н раствора КМnО₄ точным 0,1 н раствором щавелевой кислоты (Т). Для этого в колбу для титрования отмеривают  25 мл раствора H₂SO₄, 25 мл 0,1 н. раствора щавелевой кислоты, подогревают на водяной бане до 70°, титруют из бюретки 0,1 н. раствором КМnО₄ до появления едва заметного розового цвета, не исчезающего на протяжении 1 мин. Титр рассчитывают путем деления количества мл щавелевой кислоты на количество мл раствора КМnО₄, использованного на титрования.

2.     Определяют начальный объем раствора КМnО₄ по рабочему раствору щавелевой кислоты с уранилом (V₁), который будет облучаться. Для этого вместо раствора чистой щавелевой кислоты берется 25 мл рабочего раствора щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом. Титрование проводят аналогично.

3.     Экспозиция рабочего раствора в исследуемом месте для определения интенсивности УФИ. В затемненную черной бумагой кварцевую пробирку со световым окном в бумаге определенного размера наливают 25 мл рабочего раствора щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом.

Закрытая пробкой пробирка выставляется в штативе на открытом участке для измерения УФР Солнца и небосклона на час или на определенное количество часов, или же в соответствующем месте под источником искусственной УФР (лампа ЛЭ-30, ПРК и прочие). После экспозиции пробирка сохраняется в светонепроницаемом футляре.

Примечание: Для ускорения работы студенты получают готовый рабочий раствор, экспонированный лабораторией.

1.     Определение объема раствора КМnО₄ по рабочему раствору щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом после экспозиции (V₂) выполняется аналогично описанному выше. Разность между начальным объемом раствора КМnО₄ и его объемом после экспозиции рабочего раствора щавелевой кислоты показывает, сколько щавелевой кислоты разложилось под действием УФР.

         Интенсивность УФР измеряют в мг разложившейся щавелевой кислоты на 1см²  поверхности светового окна пробирки за час.

         Расчет осуществляется по формуле:

Х = ,

где: Т -титр 0,1 н. раствора КМnО₄ по щавелевой кислоте;

V₁ и V₂ – объемы раствора КМnО₄, израсходованные на титрование щавелевой кислоты с азотнокислым уранилом, соответственно, до и после УФ облучения, мл;

6,3 – количество мг щавелевой кислоты в 1 мл 0,1 н. раствора;

S – площадь светового окна кварцевой пробирки, см²;

t – продолжительность экспозиции пробирки под источником УФР, часов (от Солнца) или минут (от искусственного источника УФР).

Примечание: При измерении дозы УФР результат измерения выражают в количестве разложившейся щавелевой кислоты на см² за минуту (от искусственного источника) или за час (от Солнца).

 

 

Пример вывода. Интенсивность УФР Солнца и небосклона, по результатам определения составляет 1,3 мг/см² × час разложенной щавелевой кислоты, которая отвечает 0,3 эритемной дозы. Человеку ежесуточно нужно получить не меньше 1/8 эритемной дозы. Для этого он должен находиться под открытым небом не менее 24 мин.

4. Физический (фотоэлектрический) метод – измерение интенсивности УФР ультрафиолетметром (сокращенно – уфиметром). Уфиметр – физический прибор с магниевым (для диапазона 220-290 нм) или сурьмяно-цезиевым (290-340 нм) фотоэлементом. Результаты измерения выражаются в  или .

В связи с тем, что эритемный эффект различный при разных длинах волн, а наибольший при l=297 нм, введена эквивалентная этой длине единица – микроэр, т.е. 1 мкэр =1 при l= 297 нм. При других длинах волн результат измерения в  умножают на относительную биологическую эффективность (ОБиолЭ) (табл. 2).

Например, интенсивность УФР, измеренная уфиметром, равняется 6 , из них 4  при l=297 нм, а 2  при l=310 нм. Отсюда доза облучения составляет: 4´1+2´0,03=4,06 мкэр. Установлено, что 1 ЭД = 700-1000 мкэр; 1 профилактическая доза – 100 мкэр.

 

Таблица 2

Относительная биологическая эффективность УФР разных диапазонов

 

 

Аналогично к изложенному выше, бактерицидный эффект наибольший при длине волны 254 нм, а при других длинах волны снижается, поэтому введена единица микробакт.

1 микробакт = 1 при l=254 нм, а при других длинах волны результат измерения в  умножают на коэффициент относительной бактерицидной эффективности (ОБактЭ) (табл. 3).

 

Таблица 3

 

Относительная бактерицидная эффективность

 

Длина волны, нм	320	300	280	254	220	180	100
Относительная бактерицидная эффективность	0,02	0,08	0,45	1,0	0,84	0,76	0,74

 

Существует несколько типов уфиметров. Ниже приведена инструкция по использованию дозиметра УФ радиации автоматического ДАУ-81 для измерения интенсивности УФР и дозы облучения.

Дозиметр ДАУ-81 предназначен для измерения энергии излучения в пределах до 500  и дозы облучения в диапазоне от 10  до 15  в пределах углов падения излучения ±80°искусственными источниками излучения: бактерицидного диапазона УФР-ДБ в спектральной области от 0,22 до 0,28 мкм (обл. С); лампами ЛУФ-40, ЛУФ-80 в спектральной области от 0,32 до 0,40 мкм (видимый свет).

Дозиметр ДАУ-81 состоит из блока измерения и преобразователей: – первичного (УФ-С) с фотоэлементом Ф-29, работающего в спектральной области 0,22-0,28 мкм (обл. С); – первичного (УФ-А) с фотоэлементом Ф-26 с комплектом светофильтров УФ и СЗС-23,  обеспечивающих измерение в спектральной области 0,32-0,40 мкм (обл. А); – первичного (ФАР) с фотоэлементом Ф-25 с комплектом светофильтров СЗС-25 и ЗС-4, обеспечивающих измерение в спектральной области 0,38-0,71 мкм (видимый свет).

 

Подготовка дозиметра к работе. Подключите к блоку измерения первичный преобразователь, соответствующий выбранной спектральной области (С, А или видимого), а кабель управления источником излучения (УФ лампой) – к системе управления.

Включите прибор в электросеть. Прибор готов к измерению, если  при нажатии кнопки “Сеть” стрелка на измерительном щитке отклоняется от ноля.

 

Порядок работы. Включите дозиметр, нажав кнопку “Сеть”.

Ручкой “Уст. 0” установите стрелку микроамперметра на нулевую метку, перед тем нажав клавишу переключателя границ излучения энергетической освещаемости “10” (преобразователь первичный закрыт).

Нажмите клавишу “500”. Снимите крышку из первичного преобразователя. Проверьте показатели микроамперметра. Если показатели составляют меньше 1/5 шкалы, переходите на более чувствительный режим, последовательно нажимая клавиши “100”, а потом “10”.

Установите по датчику необходимую дозу облучения .

Нажмите кнопку “Сброс”. На счетчике должны установиться нули.

При достижении заданной дозы (соотношение с показателем индикатора дозы) срабатывает звуковая сигнализация и поступает сигнал на выключение источника излучения (УФ лампы).

Измените показание звукового сигнала, снова нажмите кнопку “Сброс”. На табло снова засветятся нули.

После установления необходимой дозы облучения на датчике, дозиметр снова готов к работе.

 

5. Расчетные методы определения интенсивности УФ радиации.

Расчет эритемного потока маячного (передвижного) облучателя ЛЭ-10 проводят по формуле:

ℱ_{облучателя}  = 5,4 × S × H/t,

где: ℱ – общий (суммарный) эритемный поток облучателя, мэр/м² × мин;

5,4 – коэффициент запаса;

S – площадь помещения, м²;

t – продолжительность работы облучателя, мин;

H – доза профилактического УФ облучения, мэр/м² × мин.

Значение H: – при 1 ЭД = 800 мкэр  = 5000 мэр/м² × мин;

– при 1/2 ЭД = 400 мкэр  =2500 мэр/м² × мин;

– при 1/4 ЭД = 200 мкэр  = 1250 мэр/м² × мин;

–                   при  1/8 ЕД = 100 мкэр   = 625 мэр/м² × мин.

 

Примечание: Расчет доз профилактического УФ облучения при применении солнечных и воздушных ванн с помощью таблиц приведен в следующей теме № 3 “Методика использования УФ излучения с целью профилактики заболеваний и санации воздушной среды”.

 

 

МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПРОФИЛАКТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ И САНАЦИИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

 

Использование Солнца и искусственных источников УФР для первичной и вторичной профилактики хронических сердечно-сосудистых заболеваний с лечебной целью

 

Практической медициной и специальными исследованиями (В.Г.Бардов, 1990) накоплен значительный материал о положительном действии естественного (солнечного) и искусственного УФ облучения (УФО) в профилактических дозах по соответствующим схемам на развитие и течение сердечно-сосудистых заболеваний. У таких больных после профилактического курса УФО повышается тонус коры головного мозга, нормализуются процессы возбуждения и торможения, улучшается состояние вегетативной нервной системы, повышается активность ряда ферментов, увеличивается содержание гемоглобина в крови, нормализуется липидный обмен, проницаемость мембран клеток, стимулируется минеральный, особенно фосфорно-кальциевый обмен, снижается артериальное давление при гипертонии, уменьшается частота и тяжесть гипертонических кризов, становятся лучше большинство показателей функционального состояния сердечно-сосудистой системы, уменьшается количество приступов стенокардии, случаев инфаркта миокарда, мозгового инсульта.

Для первичной и вторичной гелиопрофилактики перечисленных заболеваний и функциональных состояний организуются аеросолярии (солнечно-воздушные ванны) и лечебные пляжи, на которых  должны быть исключены условия как перегревания, так и переохлаждения организма (защита от ветров). Для приема солнечных ванн целесообразнее использовать топчаны или шезлонги, реже пляжный песок. Продолжительность инсоляций определяется при помощи специальных таблиц, составленных с учетом солнечного климата местности (табл.1).

Таблица 1.

 

Расчетный метод определения доз профилактического УФ облучения при проведении солнечных и небесных ванн с помощью таблиц (для 49⁰– 51⁰ северной широты, т.е. Северных регионов Украины).

 

Продолжительность облучения в минутах.

Искусственные источники УФ радиации для профилактического облучения – разных конструкций облучатели и фотарии оборудуются эритемными лампами ЛЭ-15, ЛЭ- 30 и прочие, которые не генерируют нежелательного коротковолнового УФ излучения, более короче 285 нм (рис. 3.1, 3.2).

 

 

Рис. 3.1.  Маячный облучатель

 

Рис. 3.2. Фотарий с двухсторонними рядами эритемных ламп

        Перед облучением определяют эритемную дозу (биодозу), а затем, пользуясь таблицей 2, определяют расстояние и продолжительность профилактического облучения.

Таблица 2.

 

Коэффициенты для определения продолжительности облучения при изменении расстояния лампы от места облучения

 

 

 

Учебная инструкция для оценки эффективности санации воздуха

УФ излучением.

Для оценки эффективности санации воздуха необходимо провести посев воздуха на чашки Петри с мясо-пептонным агаром или специальной средой с помощью прибора Кротова (рис. 3.3) до облучения помещения. Облучения выполняют с помощью бактерицидных ламп ЛБ-30 или ртутно-кварцевых типа ПРК с учетом рассчитанной экспозиции. После облучения проводят повторный посев воздуха на чашки Петри. После инкубации чашек в термостате на протяжении 24 часов при температуре 37°С подсчитывают количество колоний, которые выросли на обеих чашках, засеянных воздухом до и после облучения.

Оценка микробного загрязнения воздуха проводится путем определения показателя микробного загрязнения воздуха – микробного числа (общее количество микроорганизмов) и количества гемолитического стафилококка в 1 м³ воздуха.

Микробное число рассчитывают по формуле:

М. ч. =

где: М. ч. – количество микробных тел в 1 м³ воздуха;

А – количество колоний на чашке Петри;

Т – продолжительность забора пробы воздуха, мин.;

V – скорость пропускания воздуха через прибор Кротова, л/мин.

Бактерицидное действие УФР характеризуется степенью эффективности, которая показывает, на сколько % уменьшилось количество микроорганизмов, и коэффициентом эффективности, который показывает во сколько раз уменьшилось число микроорганизмов в том же объеме воздуха (разность в количестве колоний, которые проросли на чашках Петри, засеянных воздухом до и после облучения).

 

Рис. 3.3. Прибор Кротова для бактериологического исследования воздуха

(1 – клиновидная щель; 2 – вращательный диск; 3 – реометр)

 

Санация считается эффективной, если степень эффективности составляет 80 %, а коэффициент эффективности – не меньше 5. (Степень эффективности – выраженное в процентах отношение разности между количеством колоний до санации и после санации к количеству колоний до санации. Коэффициент эффективности – число, которое показывает, во сколько раз в результате санации уменьшилось число колоний).

Полученное после санации воздуха микробное число сравнивают также с рекомендациями допустимого бактериального загрязнения воздуха закрытых помещений (табл. 3)

Таблица 3

Ориентировочные показатели для оценки микробного загрязнения

(степени чистоты) воздуха  некоторых помещений

 

Искусственные источники УФР широко используют также и с лечебной целью – при ревматизме, невралгических болях, кожном туберкулезе и, особенно, в хирургической практике с целью ускорения заживления хирургических, травматических, гнойных ран и других их осложнений. Действие УФР на раны состоит в ее бактерицидных свойствах, способности к ускорению отторжения гнойных выделений, стимуляции керато-пластических функций кожи, общего обезболивающего действия. Поэтому с этой целью используют искусственные источники УФР широкого диапазона – типа прямых ртутно-кварцевих (ПРК) ламп.

При действии УФ излучения на поверхность раны и одновременном облучении здоровой зоны вокруг раны, ускоряется гидратация раны, сокращается период рубцевания и эпителизации, т.е. ускоряется заживление раны.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

 

Методика определения показателей естественного освещения помещений

 

Данные описательного характера:

1.Внешние факторы, от которых зависит естественное освещение помещений:

–         географическая широта местности, климат (количество облачных дней и световой климат) местности;

–         сезон года и время суток, когда эксплуатируется помещение, наличие затеняющих объектов (зданий, деревьев, гор).

2. Внутренние факторы:

–         наименование и назначение помещений;

–         ориентация окон по сторонам горизонта, этаж;

–         вид естественного освещения, т.е. размещение световых проемов (одностороннее, двустороннее, верхнее, комбинированное);

–         количество окон, их конструкция (однорамные, двухрамные, спаренные);

–         качество и чистота стекла, наличие затеняющих предметов (цветов, занавесок);

–         высота подоконника, расстояние от верхнего края окна к потолку;

–         яркость (отражающая способность) потолка, стен, оборудования и мебели.

От перечисленных факторов зависит также инсоляционный режим помещений (т.е. продолжительность прямого солнечного освещения) и в первую очередь – от ориентации окон по сторонам горизонта (табл. 1).

 

Таблица 1

Типы инсоляционного режима помещений

 

 

По гигиеническим нормативам продолжительность инсоляции жилых, учебных и им подобных по назначению помещений должна быть не менее 3 часов.

Оценка естественного освещения помещений геометрическим методом:

1. Определение светового коэффициента (отношение площади застекленной части окон к площади пола):

–       измеряют суммарную площадь застекленной части окон – S₁, м²;

–       измеряют площадь пола – S₂, м²;

–       рассчитывают световой коэффициент – СК = S₁ : S₂=1 :(n рассчитывают делением S₂ на S₁ и округляют до целой величины).

Полученный результат оценивают согласно гигиеническим нормативам (табл.2).

Таблица 2.

 

Нормы естественного освещения некоторых помещений различного назначения

 

 

2. Определение угла падения a (угол ВАС на наиболее отдаленном от окон рабочем месте), образованного горизонтальной линией или плоскостью АВ от рабочего места к нижнему краю окна (подоконник) и линией (плоскостью) от рабочего места к верхнему краю окна АС) (рис. 4.1).

 

 

Рис. 4.1. Схема определения угла падения и угла отверстия

 

В связи с тем, что этот угол образовывает с линией застекления окна прямоугольный треугольник, то его определяют по тангенсу – отношением высоты окна ВС над уровнем рабочего места (противоположный катет) к расстоянию от окна до рабочего места АВ (прилежащий катет). tg a = ВС/АВ. По значению тангенса в таблице 3 находят угол падения a.

 

Таблица 3.

 

Таблица натуральных тригонометрических величин

 

3. Определение угла отверстия g ( угла САD, под которым из рабочей точки видно участок неба). Этот угол определяют как разность между углом падения a и углом затенения β углом DАВ на том наиболее отдаленном от окна рабочем месте, образованным горизонтальной АВ и плоскостью от рабочего места к вершине затеняющего объекта – здания, деревьев, гор (см. схему, рис. 4.1) .

Для определения тангенса угла затенения находят на окне точку сечения линии (или плоскости) от рабочего места к вершине затеняющего объекта D, делят величину катета ВD на АВ и в таблице находят угол затенения.

tg β = ВD/АВ

угол отверстия – g =Ða – Ðb

 

4. Определение коэффициента глубины заложения помещения – отношение расстояния от окна до противоположной стены ЕF в метрах, к высоте верхнего края окна над полом СЕ в метрах. По гигиеническим нормативам этот коэффициент не должен превышать 2 для жилых, учебных и им подобных помещений.

 

Светотехнический метод исследования естественного освещения помещений – определение коэффициента естественной освещенности (КЕО).

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – выраженное в процентах отношение освещенности горизонтальной поверхности (на уровне пола или рабочего места) в помещении к измеренной одновременно освещенности рассеянным светом горизонтальной поверхности под открытым небосклоном:

КЕО = .

Освещенность в помещении и за его пределами измеряют с помощью люксметра (см. учебную инструкцию, приложение 2 и рис. 4.2).

 

Рис. 4.2. Люксметр Ю-116.

(1 – измерительный прибор (гальванометр ); 2 – селеновый фотоэлемент;

3 – световые фильтры-насадки

 

Нередко часть небосклона, особенно в городах, закрывают высокие здания, деревья, а в горной местности – горы. Поэтому на практике для определения освещенности под открытым небосклоном пользуются кривыми светового климата местности (рис. 4.3).

Кривые линии на рис. 4.3. учитывают месяцы, время суток и степень облачности небосклона. На оси ординат нанесенная освещенность в тысячах люкс.

Естественное освещение цехов производственных предприятий может быть боковым (односторонним и двусторонним), верхним (световые проемы в перекрытиях цеха) и комбинированным.

Согласно СНиП ІІ-4-79, нормируется коэффициент естественной освещенности (КЕО):

–         при одностороннем боковом освещении – на расстоянии 1м от противоположной стены;

–         при двустороннем боковом освещении – посреди цеха;

–         при верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее освещение на основании замеров в нескольких точках методом “конверта”(табл. 4 ).

 

 

 

Рис. 4.3. Кривые светового климата

 

 

Таблица 4

 

Значение КЕО для производственных помещений

 

 

 

УЧЕБНАЯ ИНСТРУКЦИЯ

Методика измерения освещенности люксметром

 

Люксметр Ю-116 или Ю-117 состоит из селенового фотоэлемента с фильтрами-насадками и гальванометра со шкалой. Фотоэлемент срабатывает под влиянием света, вырабатывая электрический ток, силу которого измеряют гальванометром. Стрелка его указывает число люксов, что отвечает исследуемой освещенности.

На панели измерительного прибора установлены кнопки переключателя и табличка со схемой, которая связывает действие кнопок и насадки с различными диапазонами измерений. Прибор имеет две градуированные шкалы, в люксах: 0 – 100 и 0-30. На каждой шкале точками указано начало диапазона измерений: на шкале 0 – 100 точка находится над меткой 20, на шкале 0-30 над меткой 5. Также  есть корректор для установления стрелки на нулевое положение, который регулируется отверткой.

Селеновый фотоэлемент, который присоединяется к прибору с помощью вилки, находится в пластмассовом корпусе. С целью уменьшения погрешности используют сферическую насадку на фотоэлемент, изготовленную из белой светорассеивающей пластмассы, обозначенная на внутренней стороне буквой К, и непрозрачного кольца. Эта насадка применяется параллельно с одной из трех других насадок-фильтров (М,Р,Т), которые имеют коэффициенты ослабления света, равные соответственно 10, 100, 1000, что расширяет диапазоны измерений. Без насадок люксметром можно измерять освещенность в пределах 0-30 и 0-100 лк.

В процессе измерения стрелку прибора устанавливают на нулевом делении шкалы, потом напротив нажатой кнопки определяют выбранное с помощью насадок наибольшее значение диапазона измерения. При нажатии кнопки, напротив которой написано наибольшее значение диапазона измерений, кратное 10, следует пользоваться для отсчета показаниями шкалы 0 – 100, при нажатии кнопки, на против которой нанесены значение диапазона, кратное 3, показаниями шкалы 0-30. Показание прибора в делениях по соответствующей шкале умножают  на коэффициент ослабления, который обозначен на соответствующей насадке.

Прибор отградуирован для измерения освещенности, которую создают лампы накаливания. Для естественного света вводят поправочный коэффициент 0,8; для люминесцентных ламп дневного света (ЛД) – 0,9; для ламп белого цвета (ЛБ) – 1,1.

Общую оценку естественного освещения помещений дают на основании сравнения всего комплекса измеренных показателей с гигиеническими нормативами. В основу разработки этих нормативов положены точность зрительной работы, т.е. размеры деталей объекта, которые нужно различать, их контрастность относительно фона и прочие.

Закончив измерения, нажать кнопку «выкл.», отсоединить фотоэлемент от измерителя и уложить в крышку футляра.