Химический состав воздуха и его гигиеническое значение

Основными составными частями атмосферного воздуха являются кислород (около 21%), азот (78%), углекислый газ (0,03—0,04%), водяные пары, инертные газы, озон, перекись водорода (около 1%).

Кислород — наиболее составная часть воздуха. При его непосредственном участии протекают все окислительные процессы в организме человека и животных. В покое человек потребляет в минуту примерно 350 мл кислорода, а при тяжелой физической работе количество потребляемого кислорода увеличивается в несколько раз.

Вдыхаемый воздух содержит 20,7—20,9% кислорода, а выдыхаемый — около 15—16%. Таким образом, ткани организма поглощают около 1/4 кислорода, имеющегося в составе вдыхаемого воздуха.

Для организма важное значение имеет парциальное давление * кислорода, а не его абсолютное содержание во вдыхаемом воздухе. Это обусловлено тем, что переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и из крови в тканевую жидкость происходит под влиянием разницы в парциальном давлении. Парциальное давление кислорода уменьшается с увеличением высоты местности над уровнем моря, 

Углекислый газ. Содержание углекислого газа в атмосфере достаточно постоянно. Это постоянство объясняется круговоротом его в природе. Несмотря на то, что процессы гниения, жизнедеятельности организма сопровождаются выделением углекислого газа, значительного увеличения его содержания в атмосфере не происходит, так как углекислый газ усваивается растениями. При этом углерод идет на построение органических веществ, а кислород поступает в атмосферу. В выдыхаемом воздухе содержится до 4,4% углекислого газа.

Установлено, что если содержание углекислого газа в воздухе помещений превышает 0,07—0,1%, то воздух приобретает неприятный запах и может нарушить функциональное состояние организма.

Первый критерий — санитарный показатель, который будет характеризовать возможное влияние загрязнения воздуха на окружающую природную среду и человека. Основой для оценки по данному показателю является концентрация химических ингредиентов в атмосфере региона и в частности величина предельной допустимой концентрации данного химического ингредиента. В качестве численной оценки санитарного показателя предлагается выбрать зависимости степени загрязнения атмосферы от антропогенной нагрузки в выбросах региона (Czj)апрок ~ f (Fzi) и величины предельно-допустимой концентрации исследуемого ингредиента ПДК Ф f (Fzi) = const. Критерием может служить величина антропогенной нагрузки соответствующая точке пересечения N = (Fzi )сан исследуемых зависимостей, то есть равенство ПДК исследуемого ингредиента концентрации загрязняющего вещества в воздухе. Общий подход к оценке санитарного критерия может быть следующим. Величина (Fzi )сан определяет потенциальную санитарную безопасность загрязнения атмосферы. Чем меньше степень загрязнения атмосферы, тем выше степень санитарной ее защищенности. При этом степень санитарной защищенности определяется для каждого загрязняющего вещества отдельно.

Второй критерий — экологический показатель, который характеризует способность атмосферы к самоочищению и определяется величиной его импеданса. То есть соотношение величины антропогенной нагрузки и степени загрязнения воздуха определяет реакцию атмосферы на загрязнение. Данная экологическая оценка имеет определенные преимущества. Потому, что величина критерия формируется на основании измерений концентрации ЗВ на стационарных постах мониторинговых наблюдений за качеством атмосферного воздуха региона и расчетах мощности выбросов ЗВ в атмосферу, основанных на измерениях концентраций ЗВ при выбросе от стационарных источников и объемов использованного топлива при выбросах от передвижных источников. Таким образом не прибегая к сложным математическим расчетам по рассеиванию ЗВ при попадании их из источника в атмосферу[3], можно с достаточной степенью точности определить комплексную реакцию объекта исследования (региона) на данное действие. В качестве экологического критерия зависимость импеданса загрязнению воздуха, как комплексного показателя сопротивления воздуха загрязнению характерен тем, что график этой зависимости от величины антропогенной нагрузки имеет точку перегиба (Рисунок 45). Данная точка на графике свидетельствует о том, что производная величины импеданса по нагрузке будет равна нулю -= U. При дальнейшем увеличении антропогенной нагрузки на атмосферу производная будет величиной отрицательной. Таким образом импеданс сопротивления загрязнению воздуха при дальнейшей увеличении нагрузки падает. То есть окружающая природная среда и в частности атмосфера начинает терять способность к сопротивлению на оказываемое антропогенное загрязнение. Предлагаемый экологический показатель величины антропогенной нагрузки в точке перегиба кривой импеданса может служить экологическим критерием степени загрязнения атмосферы и обозначен как допустимая антропогенная нагрузка (ДАН).

Третий критерий определяется экологическим показателем, который характеризует отсутствие способности атмосферы региона к самоочищению и определяется величиной его импеданса равным нулю. В качестве экологического критерия импеданс загрязнения воздуха, как комплексный показатель сопротивления воздуха загрязнению, характерен тем, что график его зависимости от величины антропогенной нагрузки имеет точку пересечения с осью абсцисс или бесконечно приближается к этой точке (Рисунок 45). Данная точка на графике свидетельствует о том факте, что производная величины импеданса по нагрузке в пределе будет отсутствовать. При дальнейшем увеличении антропогенной нагрузки на воздух величина импеданса будет иметь минимальную величину. То есть окружающая природная среда и в частности атмосфера или полностью теряет способность к сопротивлению загрязнению или данная способность минимальна. Предлагаемый экологический показатель величины антропогенной нагрузки в точке пересечения (максимального приближения) кривой импеданса с осью абсцисс может служить экологическим критерием степени загрязнения атмосферы и обозначен как предельная антропогенная нагрузка (ПАН).

Показатели загрязнения воздуха в помещениях с пребыванием людей:

1. Физические

2. Химические

3. Бактериологические

Физические показатели – температура воздуха, относительная влажность; химические – диоксид углерода; бактериологические – содержание в 1 м³ воздуха золотистого стафилококка, общее микробное число. Увеличение содержания диоксида углерода идет параллельно с накоплением аммиака, сероводорода, меркаптана, индола, скатола и др., обнаружение которых в воздухе представляет значительные трудности. Поэтому индикатором чистоты воздуха помещений, где находятся люди, а также эффективности воздухообмена со времен Ф.Ф.Эрисмана является диоксид углерода. Считается что воздух достаточно чистый, если концентрация СО₂ в воздухе помещений не более 0,1% или 1 л в 1 м³воздуха.

Определение диоксида углеродав воздухе помещений проводится по методу Виноградова.