3.4 Освещение. Ра­циональное освещение необходимо прежде всего для оптимальной функции зрительного анализатора. Свет обладает и психофизиологическим действием. Рациональное освещение положительно сказывается на функциональном состоянии коры большого мозга, улучшает функцию других анализаторов. В целом световой комфорт, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы и повышая работоспособность глаза, приводит к повышению производительности и качества труда, отдаляет утомление, способствует уменьшению производственного травматизма. Изложенное относится как к естественному, так и к искусственному освещению. Но естественное освещение, помимо того, оказывает выраженное общебиологическое действие, является синхронизатором биологических ритмов, обладает тепловым и бактерицидным действием (см. главу III). Поэтому жилые, производственные и общественные здания должны быть обеспечены рациональным дневным освещением.

С другой стороны, с помощью искусственного освещения можно создать в любом месте помещения заданную и стабильную в течение дня освещенность. Роль искусственного освещения в настоящее время высока: вторые смены, ночной труд, подземные работы, вечерние домашние занятия, культурный досуг и др.

К основным показателям, характеризующим освещение, относятся: 1) спектральный состав света (от источника и отраженного), 2) освещенность, 3) яркость (источника света, отражающих поверхностей), 4) равномерность освещения.

Спектральный состав света. Наибольшая производительность труда и наименьшая утомляемость глаза бывает при освещении стандартным дневным светом. За стандарт дневного света в светотехнике принят спектр рассеянного света с голубого небосвода, т. е. поступающего в помещение, окна которого ориентированы на север. Наилучшее цветоразличение отмечается при дневном свете. Если размеры рассматриваемых деталей один миллиметр и более, то для зрительной работы примерно одинаково освещение источниками, генерирующими белый дневной свет и желтоватый.

Спектральный состав света важен и в психофизиологическом аспекте. Так, красный, оранжевый и желтый цвета по ассоциации с пламенем, солнцем вызывают ощущение теплоты. Красный цвет возбуждает, желтый - тонизирует, улучшает настроение и работоспособность. Голубой, синий и фио­летовый кажутся холодными. Так, окраска стен горячего цеха в синий цвет создает ощущение прохлады. Голубой цвет - успо­каивает, синий и фиолетовый - угнетают. Зеленый цвет - нейтральный - приятный по ассоциации с зеленой растительностью, он меньше других утомляет зрение. Окраска стен, машин, крышек парт в зеленые тона благоприятно сказывается на самочувствии, работоспособности и зрительной функции глаза.

Окраска стен и потолков в белый цвет издавна считается гигиенической, так как обеспечивает наилучшую освещенность помещения из-за высокого коэффициента отражения 0,8-0,85. Поверхности, окрашенные в другие цвета, имеют меньший коэффициент отражения: светло-желтый - 0,5-0,6, зеленый, серый - 0,3, темно-красный- 0,15, темно-синий - 0,1, черный -- 0,01. Но белый цвет (из-за ассоциации со снегом) вызывает ощущение холода, он как бы увеличивает размер помещения, де­лает его неуютным. Поэтому стены чаще окрашивают в светло-салатовый, светло-желтый и близкие к ним цвета.

Следующий показатель, характеризующий освещение,- освещенность. Освещенностью называют поверхностную плотность светового потока. Единицей освещенности является 1 люкс - освещенность поверх­ности 1 м 2 , на которую падает и равномерно распределяется световой поток в один люмен. Люмен - световой поток, который испускается полным излучателем (абсолютно черным телом) при температуре затвердения платины с площади 0,53 мм 2 . Освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния между источ­ником света и освещаемой поверхностью. Поэтому, чтобы экономно создать высокую освещенность, приближают источник к освещаемой поверхности (местное освеще­ние). Освещенность определяют люксметром.

Гигиеническое нормирование освещенности сложно, так как она влияет на функцию центральной нервной системы и на функцию глаза. Эксперименты показали, что с увеличением освещенности до 600 лк значительно улучшается функциональное состояние центральной нервной системы; дальнейшее увеличение освещенности до 1200 лк в меньшей мере, но также улучшает ее функцию, освещенность выше 1200 лк почти не оказывает влияния. Таким образом, везде, где работают люди, желательна освещенность порядка 1200 лк, минимум 600 лк.

Освещенность влияет на зрительную функцию глаза при различной величине рассматриваемых предметов. Если рассматриваемые детали имеют размер менее 0,1 мм, при освещении лампами накаливания нужна освещенность 400-1500 лк", 0,1-0,3 мм -300- 1000 лк, 0,3-1 мм -200-500 лк, 1 - 10 мм - 100-150 лк, более 10 мм – 50- 100 лк. При этих нор­мативах освещенность достаточна для функции зрения, но в ряде случаев она ме­нее 600 лк, т. е. недостаточна с психофизиологической точки зрения. Поэтому при освещении люминесцентными лампами (поскольку они экономичней) все перечисленные нормы увеличиваются в 2 раза и тогда освещенность приближается к оптимальной и в психофизиологическом отношении.

При письме и чтении (школы, библиотеки, аудитории) освещенность на рабочем месте должна быть не менее 300 (150) лк, в жилых комнатах 100 (50), кухнях 100 (30).

Для характеристики освещения большое значение имеет яркость . Яркость - сила света, излучаемого с единицы поверхности. Фактически при рассматривании предмета мы видим не освещенность, а яркость. Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м 2) - яркость равномерно светящей плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с каждого квадратного метра силу света, равную одной канделе. Яркость определяют яркомером.

При рациональном освещении в поле зрения человека не должно быть ярких источников света или отражающих поверхностей. Если рассматриваемая поверхность чрезмерно яркая, то это негативно отразится на работе глаза: появляется ощущение зрительного дискомфорта (с 2000 кд/м 2), падает производительность зрительной работы (с 5000 кд/м 2), вызывает слепимость (с 32 000 кд/м 2) и даже болевое ощущение (с 160 000 кд/ м 2). Оптимальная яркость рабочих поверхностей - несколько сот кд/ м 2 . Допустимая яркость источников освещения, находящихся в поле зрения человека, желательна не более 1000-2000 кд/ м 2 , а яркость источников, редко попадающих в поле зрения человека, не более 3000-5000 кд/ м 2

Освещение должно быть равномерным и не создавать теней . Если в поле зрения человека часто меняется яркость, то наступает утомление мышц глаза, принимающих участие в адаптации (сужение и расширение зрачка) и синхронно с ней происходящей аккомодации (изменение кривизны хрусталика). Равномерной должна быть освещенность по помещению и на рабочем месте. На расстоянии 5 м пола помещения отношение наибольшей освещенности к наименьшей не должно превышать 3:1, на расстоянии 0,75 м рабочего места - не больше 2:1. Яркость двух соседних поверхностей (например, тетрадь - парта, школьная доска - стена, рана - операционное белье) не должна отличаться больше, чем 2:1-3:1.

Освещенность, создаваемая общим освещением, должна быть не менее 10% величины, нормируемой при комбинированном, но не менее 50 лк при лампах накаливания и 150 лк при люминесцентных лампах.

Естественное освещение. Солнце создает освещенность вне помещений обычно порядка де­сятков тысяч люкс. Естественное освещение помещений зависит от светового климата местности, ориентации окон зданий, наличия затеняющих объектов (здания, деревья), устройства и размеров окон, ширины межоконных простенков, отражающей способности стен, потолка, пола, чистоты стекол и др.

Для хорошего дневного освещения площадь окон должна соответствовать площади помещений. Поэтому распространенным способом оценки естественного освещения помещений является геометрический, при котором вычисляют так называемый световой коэффициент , т. е. отношение застекленной площади окон к площади пола. Чем больше величина светового коэффициента, тем лучше освещение. Для жилых помещений световой коэффициент должен быть не меньше 1/8-1/10, для классов и больничных палат 1/5- 1/6, для операционных 1/4-1/5, для подсобных помещений 1/10-1/12.

Оценка естественного освещения только по световому коэффициенту может оказаться неточной, так как на освещенность оказывает влияние наклон световых лучей к освещаемой поверхности (угол падения лучей). В том случае если из-за противостоящего здания или деревьев в комнату попадает не прямой солнечный свет, а только отраженные лучи, их спектр лишен коротковолновой, самой эффективной в биологическом отношении части – ультрафиолетовых лучей. Угол, в пределах которого в определенную точку помещения попадают прямые лучи с небосвода, носит название угла отверстия.

Угол падения образован двумя линиями, одна из которых идет от верхнего края окна к точке, где определяются условия освещения, вторая – линия на горизонтальной плоскости, соединяющая точку измерения со стеной, на которой расположено окно.

Угол отверстия образуется двумя линиями, идущими от рабочего места: одна – к верхнему краю окна, другая – к самой верхней точке противостоящего здания или какого-либо ограждения (забор, деревья и т.п.). Угол падения должен быть не менее 27º, а угол отверстия – не менее 5 º. Освещенность у внутренней стены помещения зависит также от глубины помещения, в связи с чем для оценки условий дневного освещения определяют также коэффициент заглубления - отношение расстояния от верхнего края окна до пола к глубине комнаты. Коэффициент заглубления должен быть не менее 1:2.

Ни один из геометрических показателей не отражает полноту влияния на естественное освещение всех факторов. Влияние всех факторов учитывается светоте­ническми показателем- коэффициентом естественной освещенности (КЕО). КЕО = Е п: Е 0 *100%, где Е п - освещенность (в лк) точки, находящейся внутри помещения в 1 м от стены, противоположной окну, : Е 0 - освещенность (в лк) точки, расположенной вне помещения, при условии ее освещения рассеянным светом (сплошная облачность) всего небосвода. Таким образом, КЕО определяется как отношение освещенности внутри помещения к одновременной освещенности вне помещения, выраженное в процентах.

Для жилых помещений КЕО должен быть не менее 0,5%, для больничных палат- не менее 1%, для школьных классов- не менее 1,5%, для операционных - не менее 2,5%.

Искусственное освещение должно отвечать следующим требованиям: быть достаточно интенсивным, равномерным; обеспечивать правильное тенеобразование; не ослеплять и не искажать цвета: не нагревать; по спектральному составу приближаться к дневному.

Существует две системы искусственного освещения: общее и комбинированное , когда общее дополняют местным, концентрирующим свет непосредственно на рабочих местах..

Основными источниками искусственного освещения являются лампы накаливания и люминесцентные. Лампа накаливания- - удобный и без­отказный источник света. Одними из ее недостатков являются небольшая светоотдача, преобладание в спектре желтых и красных лучей и меньшее содержание синего и фиолетового. Хотя в психофизиологическом отношении такой спектральный состав делает излучение приятным, теплым. В отношении зрительной работы свет лампы накаливания уступает дневному лишь при необходимости рассматривания очень мелких деталей. Он непригоден в тех случаях, когда требуется хорошее цветоразличение. Поскольку поверхность нити накала ничтожно мала, я­кость ламп накаливания значительно превышает ту, которая слепит . Для борьбы с яркостью применяют защищающую от ослепляющего действия прямых лучей света осветительную арматуру и подвешивают светильники вне поля зрения людей.

Различают осветительную арматуру прямого света, отраженного, полуотраженного и рассеянного . Арматура прямого света направляет свыше 90% света лампы на освещаемое место, обеспечивая его высокую освещенность. В то же время создается значительный контраст между освещенными и неосвещенными участками помещения. Образуются резкие тени, и не исключено ослепляющее действие. Эта арматура применяется для освещения вспомогательных помещений и санитарных узлов. Арматура отраженного света характеризуется тем, что лучи от лампы направляются на потолок и на верхнюю часть стен. Отсюда они отражаются и равномерно, без образования теней, распределяются по помещению, освещая его мягким рассеянным светом. Этот вид арматуры создает наиболее приемлемое с ги­гиенической точки зрения освещение, но оно не экономично, так как при этом теряется свыше 50% света. Поэтому для освещения жилищ, классов, палат часто применяют более экономную арматуру полуотраженного и рассеянного света. При этом часть лучей освещает помещение, пройдя через молочное или матовое стекло, а часть - после отражения от потолка и стен. Подобная арматура создает удовлетворительные условия освещения, она не слепит глаза и при ней не образуется резких теней.

Люминесцентные лампы отвечают большинству требований, приведенных выше. Люминесцентная лампа представляет собой трубку из обычного стекла, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Трубка заполнена парами ртути, с обеих концов ее впаяны электроды. При включении лампы в электрическую сеть между электродами возникает электрический ток («газовый разряд»), генерирующий ультрафиолетовое излучение. Под воздействием ультрафиолетовых лучей начинает светиться люминофор. Путем подбора люминофоров изготавливают люминесцентные лампы с различным спектром видимого излучения. Наиболее часто применяют лампы дневного света (ЛД), лампы белого света (ЛБ) и тепло-белого света (ЛТБ). Спектр излучения лампы ЛД приближается к спектру естественного освещения помещений северной ориентации. При нем глаза утомляются наименьше даже при рассматривании деталей небольшого размера. Лампа ЛД незаменима в помещениях, где требуется правильное цветоразличение. Недостатком лампы является то, что кожа лица людей выглядит при этом свете, богатом голубыми лучами, нездоровой, цианотичной, из-за чего эти светильники не применяют в больницах, школьных классах и ряде подобных помещений. По сравнению с лампами ЛД спектр ламп ЛБ богаче желтыми лучами. При освеще­нии этими лампами сохраняется высокая работоспособность глаза и лучше выглядит цвет кожи лица. Поэтому лампы ЛБ применяют в школах, аудиториях, жилищах, палатах больниц и т. п. Спектр ламп ЛТБ богаче желтыми и розовыми лучами, что несколько снижает работоспособность глаза, но значительно оживляет цвет кожи лица. Эти лампы применяют для освещения вокзалов, вестибюлей ки­нотеатров, помещений метро и т. п.

Разнообразие спектра является одним из гигиенических п реимуществ этих ламп. Светоотдача люминесцентных ламп в 3-4 раза больше ламп накаливания (с 1 Вт 30-80 лм), поэтому они экономичней . Яркость люминесцентных ламп 4000- 8000 кд/м 2 , т. е. выше допустимой. Поэтому и их применяют с защитной арматурой. При многочисленных сравнительных испытаниях с лампами накаливания на производстве, в школах, аудиториях объективные показатели, характеризующие состояние нервной системы, утомление глаза, работоспособность, почти всегда свидетельствовали о гигиеническом преимуществе люминесцентных ламп. Однако для этого требуется квалифицированное применение их. Необходим правильный выбор ламп по спектру в зависимости от назначения помещения. Так как чувствительность зрения к свету люминесцентных ламп, так же, как и к дневному свету, ниже, чем к свету ламп накаливания, нормы освещенности для них устанавливают в 2-3 раза выше, чем для ламп накаливания (табл. 7.6.).

Если при люминесцентных лампах освещенность ниже 75-150 лк, то наблюдается «сумеречный эффект», т.е. освещенность воспринимается как недостаточная даже при рассматривании крупных деталей. Поэтому при люминесцентных лампах освещенность должна быть не ниже 75-150 лк.

Современный человек проводит в помещениях жилых и об­щественных зданий в зависимости от образа жизни и условий трудовой деятельности от 52 до 85 % суточного времени. По­этому внутренняя среда помещений даже при относительно невысоких концентрациях большого количества токсических веществ небезразлична для человека и может влиять на его са­мочувствие, работоспособность и здоровье.

Кроме этого, в зданиях токсичные вещества действуют не изолированно, а в сочетании с такими факторами, как тем­пература и влажность воздуха, ионный режим, радиоактивный фон и др.

Химическое загрязнение воздуха помещений. Основными источниками загрязнения воздуха закрытых помещений явля­ются атмосферный воздух, строительные и отделочные поли­мерные материалы, жизнедеятельность организма самого чело­века и бытовая деятельность.

Качество воздушной среды закрытых помещений по хими­ческому составу в значительной степени зависит от качества ок­ружающего атмосферного воздуха, так как здания имеют пос­тоянный обмен и не защищают жителей от загрязненного атмосферного воздуха. Миграция пыли и токсичных веществ, содержащихся в атмосфере, обусловлена их естественной и ис­кусственной вентиляцией, и поэтому вещества, присутствую­щие в наружном воздухе, обнаруживаются и в помещениях, причем даже в тех, в которые подается кондиционированный воздух.

Степень проникновения различных химических загрязните­лей атмосферного воздуха в помещения различна: концентра­ции диоксида серы, озона и свинца обычно ниже, чем снаружи; концентрации оксидов азота, углерода и пыли близки внутри и снаружи; концентрации же ацетальдегида, ацетона, бензола, этилового спирта, толуола, этилбензола, ксилола и других органических соединений в воздухе помещений превышают их концентрации в атмосфере более чем в 10 раз, что, видимо, связано с внутренними источниками загрязнений.

Одним из самых мощных внутренних источников загрязне­ния воздушной среды закрытых помещений являются полимер­ные строительные и отделочные материалы. Номенклатура по­лимерных материалов насчитывает около 100 наименований. Их используют для покрытия полов, отделки стен, теплоизоляции наружных кровли и стен, гидроизоляции, герметизации и об­лицовки панелей, изготовления оконных блоков и дверей и т.д.

Масштабы и целесообразность применения полимеров в стро­ительстве жилых и общественных зданий определяются нали­чием ряда положительных свойств, облегчающих их использо­вание, улучшающих качество строительства и удешевляющих его. Однако установлено, что все полимерные материалы выде­ляют разнообразные токсичные для организма человека вещест­ва: поливинилхлоридные материалы выделяют в воздушную среду бензол, толуол, этилбензол, циклогексан, ксилол, бути­ловый спирт; древесно-стружечные плиты на фенолформальде­гидной и мочевино-формальдегидной основах - фенол, фор­мальдегид и аммиак; стеклопластики - ацетон, метакриловую кислоту, толуол, бутанол, формальдегид, фенол, стирол; лако­красочные покрытия и кленсодержащие вещества - толуол, бутилметакрилат, бутилацетат, ксилол, стирол, ацетон, бутанол, этиленгликоль; ковровые изделия из химических волокон - стирол, изофенол, сернистый ангидрид.

Интенсивность выделения летучих веществ зависит от усло­вий эксплуатации полимерных материалов - температуры, влажности, кратности воздухообмена, времени эксплуатации. Даже в небольших концентрациях эти химические вещества могут стать причиной сенсибилизации организма. Установле­но, что в помещениях, насыщенных полимерными материала­ми, наблюдается большая подверженность населения аллерги­ческим и простудным заболеваниям, гипертонии, неврастении, вегетососудистой дистонии. Наиболее чувствительными явля­ются организмы детей и больных людей.

Следующим внутренним источником загрязнения воздуш­ной среды помещений являются продукты жизнедеятельности организма человека - антропотоксины. Установлено, что чело­век в процессе своей жизнедеятельности вьщеляет около 400 хи­мических соединений, названных антропотоксинами, причем пятая часть из них относится к числу высокоопасных веществ (2-й класс опасности), это диметиламин, сероводород, диоксид азота, окись этилена, бензол.

Концентрации диметиламина и сероводорода превышали ПДК для атмосферного воздуха; превышали ПДК или находи­лись на их уровне концентрации диоксида и оксида углерода, аммиака.

К 3-му классу - малоопасным веществам - относятся ук­сусная кислота, фенол, метилстирол, толуол, метанол, винил­ацетат.

Остальные вещества составляли десятые и меньшие доли ПДК, но взятые вместе они свидетельствовали о неблагополу­чии воздушной среды, поскольку даже 2-4-часовое пребыва­ние в этих условиях отрицательно сказывалось на состоянии умственной работоспособности испытуемых. Воздушная среда невентилируемых помещений ухудшается пропорционально числу людей и времени их пребывания в помещении.

Источником загрязнения воздушной среды являются и бы­товые процессы. Газификация квартир повышает уровень их благоустройства, но результаты многочисленных исследова­ний показали, что открытое сжигание газа ухудшает состояние воздушной среды газифицированных жилищ в плане загрязне­ния разнообразными химическими веществами и ухудшения микроклимата помещений.

Было установлено, что при часовом горении газа в воздухе помещений концентрации веществ составляли (мг/м3): оксид углерода - 15; формальдегид - 0,037; оксид азота - 0,62; ди­оксид углерода - 0,44; бензол - 0,07, причем высокие кон­центрации этих веществ обнаруживались не только на кухне, но и в жилых помещениях.

Температура воздуха в помещении во время горения газа по­вышалась на 3-6 "С, влажность - на 10-15 %. После выклю­чения газа концентрации химических веществ снижались, но к исходным величинам иногда не возвращались и через 1,5-2,5 ч.

Источником бытового загрязнения воздуха является и куре­ние. При курении воздух загрязняется, по данным хроматомасс-спектрометрического анализа, 186 химическими соедине­ниями, в числе которых оксиды углерода и азота, серы, стирол, ксилол, лимонен, бензол, этилбензол, никотин, формальдегид, сероводород, фенол, акролеин, ацетилен, бенз(а)пирен, причем в достаточно высоких концентрациях.

У пассивных курильщиков (некурящих людей, находящихся рядом с курящими), компоненты табачного дыма вызывали раздражение слизистых оболочек глаз, увеличение содержания в крови карбоксигемоглобина, учащение пульса, повышение уровней артериального давления. С табакокурением напрямую связывают развитие рака бронхолегочной системы. Подсчита­но, что 40 выкуренных сигарет в день поставляют в легкие око­ло 150 мг бенз(а)пирена дополнительно к бенз(а)пирену атмос­ферного воздуха.

Микробное загрязнение воздуха помещений. В воздухе обна­руживаются различные микроорганизмы, из которых наиболь­ший гигиенический интерес представляют бактерии и вирусы. Атмосферный воздух не является благоприятной средой для жизнедеятельности микроорганизмов, и поэтому, попав в нее, они сравнительно быстро погибают вследствие высыхания, от­сутствия питательного материала и бактерицидного действия ультрафиолетового излучения Солнца. Бактерии, содержащие­ся в атмосфере, являются сапрофитами, которые отличаются большей устойчивостью в окружающей среде, чем патогенные микробы.

В воздухе же закрытых, плохо проветриваемых и перенаселен­ных людьми помещений содержится значительное количество микробов, среди которых могут быть и патогенные (возбудите­ли вирусных заболеваний - гриппа, кори, ветряной спы и др., бактериальных - коклюша, дифтерии, скарлатины, туберкуле­за и других инфекций, которые могут иметь даже массовый, эпидемический характер распространения).

П.Н, Лащенков установил, что существуют два пути переда­чи инфекции через воздух, воздушно-капельный и воздушно­-пылевой.

При воздушно-капельном пути передачи заражение проис­ходит в результате вдыхания мельчайших капелек слюны, мок­роты, слизи, выделяемых больным или носителем микро­бов во время кашля, чиханья и даже разговора. Известно, что мельчайшие капельки могут разбрызгиваться на расстояние от I до 1,5 м, перемещаясь дальше с воздушными течениями на несколько метров, сохраняясь во взвешенном состоянии до 1 ч. При этом пути передачи в воздух, а затем и в организм воспри­имчивого человека поступают вирулентные возбудители. К то­му же они лучше защищены от высыхания, легко и быстро пос­тупая в организм людей через дыхательные пути. Все это делает воздушно-капельный путь передачи инфекций более опасным в эпидемиологическом отношении. Действительно, все эпиде­мические инфекции распространяются этим путем.

При воздушно-пылевом пути передачи инфекции заражение происходит через взвешенную в воздухе пыль, содержащую па­тогенные микроорганизмы, вирулентность которых ослаблена за счет высыхания инфицированных капелек выделений боль­ного. Пылевые частицы с осевшими на них микробами могут держаться в виде бактериального аэрозоля от нескольких минут до 2-4 ч. Между содержанием в воздухе помещений пыли и ко­личеством микробов существует прямая зависимость: чем боль­ше пыли, тем обильнее микрофлора. Поэтому борьба с пылью в закрытых помещениях одновременно является и борьбой с бактериальным загрязнением воздуха.

Мерами предупреждения передачи инфекций воздушным путем являются элементарные правила поведения при кашле и чиханье (закрывать нос и рот носовым платком, повернув­шись в сторону от рядом находящихся людей, очень эффектив­но ношение марлевых масок всеми людьми в период эпиде­мий); соблюдение чистоты в помещениях путем регулярной влажной их уборки, соблюдение установленных норм площади и кубатуры жилых и общественных зданий; санация воздуха и помещений ЛПУ с помощью дезинфектантов и бактерицид­ных ламп.

Диоксид углерода является составным ингредиентом атмосферного воздуха. Концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе вне зоны загрязнения в среднем равняется 0,03 % по объему или 0,046 % по весу, что равно при нормальных условиях 591 мг/м3.

Повышение углекислого газа в воздухе ведет к раздражению дыхательного центра. Длительное вдыхание воздуха с повышенным содержанием (8-10 %) углекислоты приводит к перераздражению дыхательного центра и смерти от паралича последнего. При 15 % и выше CO2 в воздухе смерть наступает мгновенно от паралича дыхательного центра. Человек более чувствителен к избытку углекислого газа, чем животное. Уже при содержании С02 в воздухе в количестве 3 % дыхание заметно ускоряется и углубляется; при 4 % появляется ощущение сдавливания головы, головная боль, шум в ушах, психическое возбуждение, сердцебиение, замедление пульса и повышение давления, реже - рвота и обмороки.

Дальнейшее повышение уровня С02 до 8-10 % сопровождается нарастанием выраженности всех симптомов и наступает смерть от паралича дыхательного центра. Опасность значительного накопления С02 в закрытых помещениях усугубляется тем, что она сопровождается одновременным уменьшением содержания кислорода в воздухе.

В гигиеническом отношении диоксид углерода является важным показателем, по которому судят о степени чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях.

Углекислота выделяется при дыхании людей, и скопление больших количеств ее в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие этого помещения (скученность людей, недостаточная вентиляция). В обычных условиях при недостаточной естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксид углерода в воздухе жилых помещений может достигать 0,2 %. Пребывание в такой атмосфере приводит к ухудшению самочувствия и снижению работоспособности. Это объясняется тем, что параллельно с увеличением количества диоксида углерода в воздухе ухудшаются его свойства: повышается температура и влажность, появляются дурно пахнущие газы, представляющие собой продукты жизнедеятельности человека (меркаптан, индол, скатол, сероводород, аммиак), увеличивается содержание пыли и микроорганизмов. Происходит изменение ионизационного режима воздуха, увеличение тяжелых и уменьшение легких ионов. Однако из всех перечисленных выше показателей, связанных с ухудшением свойств воздуха диоксид углерода поддается наиболее простому определению, в силу чего она принимается за гигиенический показатель чистоты воздуха жилых и общественных зданий.

Допустимой концентрацией диоксида углерода воздуха считается 0,07-0,1 %. Последняя величина принята в качестве расчетной при определении объема потребной вентиляции и эффективности вентиляции в жилых и общественных зданиях.

Методика определения диоксида углерода в воздухе с помощью фотоэлектроколориметра.

Принцип метода основан на измерении оптической плотности окрашенного поглотительного раствора (смесь бромтимолового синего и NaHCO3) после взаимодействия испытуемого воздуха с углекислотой. Чувствительность метода 0,025 об %.

Отбор пробы воздуха. Пробу воздуха для определения диоксида углерода отбирают в газовые пипетки емкостью 150-200 мл, предварительно заполненные 26 % раствором поваренной соли. При отборе пробы воздуха газовая пипетка находится в вертикальном положении. Вначале открывают верхний кран, а затем нижний. Вытекающий из пипетки раствор поваренной соли засасывает в нее исследуемый воздух. По окончании отбора пробы воздуха последнюю доставляют в лабораторию.

Ход работ. Из газовой пипетки исследуемый воздух в количестве 50 мл переводится солевым раствором в шприц емкостью 100 мл. Затем в шприц засасывают из бюретки 5 мл поглотительного раствора. После 2-х минутного взбалтывания исследуемого воздуха с поглотительным раствором жидкость помещают в кювету с толщиной слоя 10 мм и фотометрируют на приборе ЛМФ-69 при длине волны 600 нм (светофильтр N4). На градуировочном графике по оптической плотности раствора находят концентрацию диоксида углерода.

Основными источниками загрязнения воздуха закрытых помещений являются атмосферный воздух, проникающий в помещение через оконные проемы и неплотности строительных конструкций, строительные и отделочные полимерные материалы, выделяющие в воздух разнообразные, токсичные для человека вещества, многие из которых являются высокоопасными (бензол, толуол, циклогексан, ксилол, ацетон, бутанол, фенол, формальдегид, ацетальдегид, этиленгликоль, хлороформ), продукты жизнедеятельности человека и его бытовых занятий (антропотоксины: угарный газ, аммиак, ацетон, углеводороды, сероводород, альдегиды, органические кислоты, диэтиламин, метилацетат, крезол, фенол и др.), накапливающиеся в воздухе невентилируемых помещений с большим числом людей. Многие вещества являются высокоопасными, относящимися ко 2-му классу опасности. Это диметиламин, сероводород, диоксид азота, окись этилена, индол, скатол, меркаптан. Наибольший суммарный риск имеют бензол, хлороформ, формальдегид. Присутствующие одновременно даже в небольших количествах, они свидетельствуют о неблагополучии воздушной среды, оказывающей отрицательное воздействие на состояние умственной трудоспособности людей, находящихся в этих помещениях.

Кроме того, выдыхаемый людьми воздух по сравнению с атмосферным содержит меньше кислорода (до 15,1-16%), в 100 раз больше углекислого газа (до 3,4-4,7%), насыщен водяными парами, нагрет до температуры тела человека и деионизирован в процессе его прохождения через системы приточной вентиляции из-за задержки легких положительных и отрицательных аэроионов в воздуховодах.

В воздух поступает значительное количество микробов, среди которых могут быть и патогенные. Чем больше в воздухе поме- щений пыли, тем обильнее в нем микробное загрязнение. Пыль является фактором передачи инфекционных болезней с аэрозольным механизмом распространения и бактериальных инфекций (например, туберкулеза). Пыль, содержащая плесневые грибы родов Penicillium и Mukor, вызывает аллергические заболевания.

Воздействие различных факторов на человека внутри помещения может вызвать нарушения состояния его здоровья, т.е. заболевания, связанные со зданием», например, парами формальдегида, выделяющегося из полимерных и древесно-стружечных материалов.

Симптомы заболевания сохраняются долго, даже после устранения источника вредного воздействия. «Синдром больного здания» проявляется в виде острых нарушений состояния здоровья и дискомфорта (головной боли, раздражения глаз, носа и органов дыхания, сухого кашля, сухости и зуде кожи, слабости, тошноте, повышенной утомляемости, восприимчивости к запахам), возникающих в конкретных помещениях и почти полностью исчезающих при выходе из него. Развитие этого синдрома связывается с комбинированными и сочетанными действиями химических, физических (температура, влажность) и биологических (бактерии, неизвестные вирусы и др.) факторов. Его причинами чаще всего является недостаточная естественная и искусственная вентиляция помещений, строительные и отделочные полимерные материалы, выделяющие в воздух разнообразные токсичные для человека вещества, нерегулярная уборка помещений.

Качество воздушной среды принято оценивать косвенно по интегральному санитарному показателю чистоты воз- духа - содержанию углекислого газа (показателю Петтенкофера), а в качестве предельно допустимого норматива (ПДК) использовать его концентрацию в помещениях - 1,0%с или 0,1% (1000 см3 в 1 м3). Углекислый газ постоянно выделяется в воздух закрытых помещений при дыхании, наиболее доступен простому определению и имеет достоверную прямую корреляцию с суммарным загрязнением воздуха. Показатель Петтенкофера является не предельно допустимой концентрацией самого диоксида углерода, а показателем вредности концентраций многочисленных метаболитов человека, накопившихся в воздухе параллельно с диоксидом углерода. Более высокое содержание СО2 (>1,0%о) сопровождается суммарным изменением химического состава и физическим свойством воздуха в помещении, которые неблагоприятно влияют на состояние находящихся в нем людей, хотя сам по себе диоксид углерода и в значительно более высоких концентрациях не проявляет токсические для человека свойства. При оценке качества воздуха и проектировании систем вентиляции помещений с большим количеством людей содержание диоксида углерода служит основной расчетной величиной.

Мерами предупреждения загрязнения воздуха помещений является их проветривание, если это возможно, соблюдение чистоты путем регулярной влажной уборки помещений, соблюдение установленных норм площади и кубатуры помещений, санация воздуха с помощью дезинфицирующих средств и бактерицидных ламп.

В результате в воздухе увеличивается концентрация углекислоты, появляются аммиак, альдегиды, кетоны и другие дурно пахнущие газы, увеличивается влажность, пылевая и микробная загрязненность воздуха, что в целом характеризуется как душный (жилой) воздух, оказывающий влияние на самочувствие, работоспособность и здоровье людей. Поконцентрации углекислоты в таком воздухе можно определить степень общей его загрязненности. Поэтому углекислый газ служит санитарным показателем чистоты воздуха в жилых и общественных помещениях. Воздух считается свежим, если концентрация углекислоты в нем не превышает 0,1%. Эта величина и считается предельно допустимой для воздуха в жилых и общественных помещениях.

Кроме того, следует учитывать тот фактор, что углекислый газ тяжелее воздуха и может скапливаться в нижних частях замкнутых пространств, не подвергающихся интенсивной вентиляции. Наиболее важно это для тех мест, где происходят усиленные окислительные процессы (бродильные чаны, заброшенные шахты или колодцы, на дне которых находятся гниющие или бродящие отбросы и т. д.). В таких местах концентрация углекислоты может достигать больших величин и представлять опасность для здоровья и существования человека. Если концентрация углекислого газа во вдыхаемом воздухе превышает 3% то существование в такой атмосфере становится опасным для здоровья. Концентрация СО2 порядка 10 % считается опасной для жизни (потеря сознания наступает через несколько минут дыхания таким воздухом). При концентрации 20 % происходит паралич дыхательного центра в течение нескольких секунд.

Состав атмосферного воздуха: азот – 78.08%, кислород - 20.95%, диоксид углерода – 0.03-0.04, примеси газов (аргон, неон, гелий, радон, криптон, озон, водород, ксенон, закись азота, метан) в минимальных концентрациях. Последние являются показателями происходящих процессов у живых организмов.

Азот по количественному содержанию является наиболее существенной составной частью атмосферного воздуха. Он принадлежит к индифферентным газам и играет роль разбавителя кислорода. При избыточном давлении (4 атм) азот может оказывать наркотическое действие.

В природе идет непрерывный круговорот азота, в результате чего азот атмосферы под влиянием электрических разрядов превращается в окислы азота, которые, вымываясь из атмосферы осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Под влиянием бактерий почвы соли азотистой кислоты превращаются в соли азотной кислоты, которые, в свою очередь, усваиваются растениями и служат для синтеза белка. При разложении органических веществ азот восстанавливается и снова поступает в атмосферу, из которой вновь связывается биологическими объектами.

Азот воздуха усваивается сине-зелеными водорослями и некоторыми видами бактерий почвы (клубеньковыми и азотфиксирующими).

Кислород . Постоянное содержание кислорода поддерживается непрерывными процессами его обмена в природе. Кислород потребляется при дыхании человека и животных, он необходим для горения и окисления. Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза растений. Наземные растения и фитопланктон ежегодно поставляют в атмосферу около 1,5?1015 т кислорода, что примерно соответствует его потреблению. В последние годы установлено, что под действием солнечных лучей молекулы воды распадаются с образованием молекул кислорода. Это второй источник образования кислорода в природе.

Организм человека очень чувствителен к недостатку кислорода. Уменьшение его содержания в воздухе до 17 % приводит к учащению пульса, дыхания. При концентрации кислорода 11-13 % отмечается выраженная кислородная недостаточность, приводящая к резкому снижению работоспособности. Содержание в воздухе 7-8 % кислорода несовместимо с жизнью.

Углекислый газ в природе находится в свободном и связанном состоянии. Диоксид углерода в 1,5 раза тяжелее воздуха. В окружающей среде происходят непрерывные процессы выделения и поглощения диоксида углерода. В атмосферу он выделяется в результате дыхания человека и животных, а также горения, гниения, брожения.

Диоксид углерода является физиологическим возбудителем дыхательного центра. Его парциальное давление в крови обеспечивается регулированием кислотно-щелочного равновесия. В организме он находится в связанном состоянии в виде двууглекислых солей натрия в плазме и эритроцитах крови. При вдыхании больших концентраций диоксида углерода нарушаются окислительно-восстановительные процессы. Чем больше диоксида углерода во вдыхаемом воздухе, тем меньше его может выделить организм. Накопление диоксида углерода в крови и тканях ведет к развитию тканевой аноксии. Увеличение содержания диоксида углерода во вдыхаемом воздухе до 3 % приводит к нарушениям функции дыхания (одышка), появлению головной боли и снижению работоспособности, при 4 % отмечают усиление головной боли, шум в ушах, сердцебиение, возбужденное состояние, при 8 % и более возникает тяжелое отравление и наступает смерть. По содержанию диоксида углерода судят о чистоте воздуха в жилых и общественных зданиях, значительное накопление этого соединения в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие помещения (скученность людей, плохая вентиляция).

Считают, что ощущение дискомфорта обычно связано не только с увеличением содержания диоксида углерода свыше 0,1 %, но и с изменением физических свойств воздуха при скоплении людей в помещениях: повышаются влажность и температура, изменяется ионный состав воздуха главным образом за счет увеличения положительных ионов и др.

Из всех показателей, связанных с ухудшением свойств воздуха, диоксид углерода наиболее доступен простому определению. Поэтому концентрация (0,1 %) издавна принята в гигиенической практике как предельно допустимая величина, интегрально отражающая химический состав и физические свойства воздуха в жилых и общественных помещениях. Таким образом, диоксид углерода является косвенным гигиеническим показателем, по которому оценивают степень чистоты воздуха. По содержанию диоксида углерода производится расчет вентиляции в жилых и общественных зданиях.

ИЗА - комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей, представляющий собой сумму концентраций выбранных загрязняющих веществ в долях ПДК (в соответствии с РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы).

В зависимости от значения ИЗА уровень загрязнения воздуха определяется следующим образом:

Уровень загрязнения атмосферного воздуха Значения ИЗА

Низкий меньше или равен 5

Повышенный 5-7

Высокий 7-14

Очень высокий больше или равен 14

7. Показатели загрязнения воздуха помещений. Углекислота как показатель загрязнения воздуха в больничных помещениях. Нормирование и методы определения.

Воздух застаивается в помещении, где постоянно возрастает концентрация вредных для здоровья веществ из-за использования различных строительных и отделочных материалов, конструкционных и обивочных материалов мебели, полимеров, бытовой химии, пластмасс, а также множества различных электронных устройств. Но не стоит забывать, что из этого следуют заболевания разной степени тяжести, такие как астма, аллергия, постоянные головные боли, стресс, быстрая утомляемость, нарушения мозговой деятельности, может развиться также и онкологическая патология.

основным косвенным показателем загрязненности воздух жилых помещений служит углекислый газ (точнее его концентрация в воздухе).

При нахождении в помещении людей концентрация углекислого газа по степенно увеличивается, так как выдыхаемый воздух содержит повышенное его количество.

Концентрация углекислого газа выражается в процентах (%) и промилях (Л°). 1 промиля (1 Л») - это количество мл газа в 1 л воздуха.

Как известно, концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе составляет приблизительно 0.04 %

ПДК (предельно допустимая концентрация) углекислого газа в воздухе жилых помещений равна:

0.7 % - для "чистых" помещений (больничных) - операционных, палат, перевязочных и тд.

0.1 % -для обычных жилых помещений.

Нормирование содержания углекислого газа в воздухе связано с тем, что при увеличении его концентрации он оказывает неблагоприятное действие на человека. Так, при возрастании концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 2 % и более он оказывает токсическое действие, при концентрации - 3-4 % - сильное токсическое действие, а концентрация 7-8 % является летальной.

При пребывании в помещении людей количество углекислого газа увеличивается. Один человек выделяет приблизительно 22.6 л углекислого газа в час.

Каждый литр подаваемого в помещение воздуха содержит 0.4 %° углекислого газа, то есть каждый литр этого воздуха содержит 0.4 мл углекислого газа и таким образом может еще "принять" 0.3 мл (0.7 - 0.4) для чистых помещений (до 0.7 мл в литре или 0.7 /~) и 0.6 мл (1 - 0.4) для обычных помещений (до 1 мл в литре или 1 /~).

Так как каждый час 1 человек выделяет 22.6 л (22600 мл) углекислого газа, а каждый литр подаваемого воздуха может "принять" указанное выше число мл углекислого газа, то количество литров воздуха, которое необходимо подать в помещение на 1 человека в час составляет (палаты, операционные) - 22600 / 0.3 = 75000 л = 75 м3 . То есть, 75 м3 воздуха на каждого человека в час должно поступить в помещение для того чтобы концентрация углекислого газа в нем не превысила 0.7%