about the project
Medical news
For authors
Licensed books on medicine
<< Previous Next >>

Physical properties of air

Physical properties of air include temperature, humidity, air mobility, atmospheric pressure, electrical condition, and solar radiation. Each of these factors has an independent value, but they have a complex effect on the body.

When characterizing hygienic indicators of air, particular importance is attached to a set of physical factors, defined as climate. These include temperature, relative humidity and air mobility. They play a decisive role in the regulation of human heat transfer.

In the hygienic assessment of indoor air, the physical factors characterizing the climate are combined with the concept of the indoor microclimate.

Air temperature is a constantly acting factor that determines the thermal state of the environment and the human body, i.e. heat exchange.

Human heat transfer consists of two processes: heat production and heat transfer.

Heat production occurs due to the oxidation of food substances and the release of heat during muscle contractions, as well as from the radiant heat of the sun and heated objects, warm air and hot food.

Heat transfer is carried out by convection, or convection (due to the difference in body and air temperatures), radiation, or radiation (due to the difference in body and object temperatures), and evaporation (from the surface of the skin, through the lungs and respiratory tract). At rest and thermal comfort, heat loss by convection is 15.3%, radiation - 55.6%, evaporation - 29.1%.

A person has the ability to regulate the intensity of heat production and heat transfer, so that his body temperature remains, as a rule, constant. However, with significant changes in meteorological environmental factors, the state of thermal equilibrium may be disturbed and cause pathological changes in the body.

The most pronounced effect of adverse temperature in a production environment where very high and very low air temperatures are possible (hot and cold workshops). In these conditions, the microclimate is occupationally harmful.

The effect of heat. When the body is exposed to temperatures above 35 ° C, heat transfer by convection is disturbed, and the compensatory reactions of the body lead to a decrease in heat production and release from excessive heat mainly by evaporation. The amount of heat loss with sweat is significantly affected by humidity and air mobility. At temperatures above 35 ° C and moderate humidity, sweat loss reaches 5-8 l / day, and in exceptional cases up to 10 l / day. Together with sweat, salts (especially chlorides) and water-soluble vitamins are released from the body. Loss of salts leads to an increase in blood viscosity, obstruction of the heart, inhibition of gastric secretion and a decrease in the bactericidal properties of gastric juice. On the part of the central nervous system, there is a weakening of attention, impaired accuracy and coordination of movements, a slowdown in reactions, which contributes to a decrease in the quality of work and an increase in injuries. Immunobiological reactivity decreases and the overall incidence increases.

A sharp overheating of the body, especially during hard physical work and high humidity, leads to heat stroke, manifested in the form of weakness, dizziness, tinnitus, palpitations, muscle pain, dry mouth, and in severe cases - to increase the temperature, neuropsychic excitement and loss of consciousness. It should be noted that the presence of heated surfaces enhances the state of overheating of the body due to the peculiarities of the biological effect of radiation heat. In accordance with the laws of heat radiation (Kirchhoff, Stefan-Boltzmann, Wien), thermal radiation of a heated object occurs more intensively than an increase in its temperature, and the spectral composition of the radiation shifts toward shorter waves as the object heats up and, therefore, causes a deeper penetrating effect heat to the body.

In the production shops of food enterprises, the most important hygienic task is to prevent overheating of the body. To this end, the removal of excess heat through general and local ventilation, the use of advanced designs of heating equipment, the use of rational workwear are provided.

The effect of low temperature. At very low air temperatures, heat loss by radiation and convection increases significantly, heat loss by evaporation decreases. In this case, the total heat loss exceeds the heat production, which leads to heat deficiency and cooling the body.

General cooling. Low air temperatures, especially in combination with high humidity and mobility, can lead to hypothermia, characterized by lower skin temperature, loss of pain sensitivity, leading to weakened muscle activity, a sharp decrease in the reaction to painful irritations, adynamia (muscle weakness) and drowsiness.

Local cooling, especially the legs, contributes to the development of colds, which is associated with a reflex decrease in the temperature of the mucous membrane of the nasopharynx. This phenomenon is taken into account when hygienically regulating vertical air temperature differences in enclosed spaces, which should not exceed 2 ° C per 1 m of height.

Local hand cooling during long-term unloading of frozen meat, fish, when washing vegetables with cold water, etc. leads to circulatory disorders, which is also a cold factor. When cooled, the body's resistance to infectious diseases decreases.

In this regard, at food enterprises it is necessary to observe hygiene measures to prevent overcooling of the body: designing insulated vestibules, the installation of thermal curtains, an effective ventilation device that excludes cold air flows (drafts), observing the temperature regime when washing dishes, equipment, etc.

Humidity - the content of water vapor in the air. In combination with temperature and air mobility, it determines the heat transfer of the body.

Absolute humidity - water vapor content (g) in 1 m3 of air. With the same absolute humidity, air saturation will be different at different temperatures. The lower the temperature, the less water vapor is needed for maximum saturation and vice versa.

In hygienic practice, as a rule, take into account the relative humidity and lack of saturation.

Relative humidity - the degree of saturation of air with water vapor at the time of observation (%). It is determined by the ratio of absolute humidity to humidity saturating the air at a given temperature.

Saturation Deficit - The difference between maximum and absolute humidity.

The greater the moisture deficit, the drier the air, the more it can absorb water vapor and the greater the heat loss through sweating. High temperatures are easier to tolerate in dry air, and at high relative humidity (more than 90%), perspiration ceases to evaporate, and overheating can occur, while at moderate relative humidity (up to 70%), perspiration increases and overheating does not occur. At low temperatures, dry air reduces heat loss due to poor thermal conductivity. Excessively dry air (with a relative humidity of less than 20%) dries the mucous membrane of the upper respiratory tract, causes cracks, infection and inflammation.

Air mobility is characterized by speed of movement. Air speed is the number of meters that air travels per second. Air mobility affects heat loss by convection and evaporation. Moderate air mobility at high temperature helps to cool the skin, high air mobility at low temperature - causes hypothermia. Frost in calm weather is easier tolerated than in strong winds. A moderate wind has an invigorating effect (5-7 m / s).

Air mobility promotes ventilation of buildings, premises, leads to self-cleaning of air from pollution. The most favorable atmospheric air speed is 1-5 m / s, indoors - 0.1-0.3 m / s.

Atmospheric (barometric) pressure is the air pressure on the surface of the earth. With increasing height, the density and air pressure decrease. If at sea level 1 m3 of air weighs 1293 g, then at an altitude of 20 km - 64 g, i.e. with the same percentage of oxygen, its weight concentration at an altitude of 20 km is approximately 20 times less than at sea level.

Fluctuations in atmospheric pressure at the surface of the earth are associated with weather conditions and do not exceed 4-10 mm Hg. Significant decreases and increases in atmospheric pressure cause adverse changes in the human body.

Reduced atmospheric pressure causes a decrease in partial pressure in the inhaled air, which leads to hypoxia (oxygen starvation). Cells of the cerebral cortex are most sensitive to hypoxia, because they consume 30 times more oxygen than other cells. At the same time, a person has a headache, headache, impaired coordination of movements, drowsiness, mental agitation (euphoria), followed by apathy, depression, etc.

Elevated atmospheric pressure is characterized by the saturation of blood and tissues with air gases, which leads to an increase in heart rate and respiratory rate, a decrease in the maximum and minimum blood pressure, lower skin sensitivity and hearing, dry mucous membranes, increased intestinal motility, etc. In medical practice, special pressure chambers are used with increased barometric pressure, contributing to the rapid saturation of the patient’s tissues with oxygen, which gives a therapeutic effect in some diseases yah.

Ionization of air is the decay of gas molecules and atoms by ionizers (radioactive radiation, ultraviolet and light radiation from the sun, cosmic rays, heating surfaces, water spraying, etc.). Plants can serve as a source of ion formation (Stoletov-Galvaks photoelectric effect).

During ionization, an electron separates from a neutral atom, which joins another neutral atom, forming a negative ion. The remainder becomes a positively charged ion. Gas molecules attach to the newly formed ions, creating more stable ions with a positive or negative charge, called light ions (they exist for 1-2 minutes and quickly recombine).

Light ions can attach particles of dust, various contaminants and microorganisms to themselves and turn into medium, heavy and superheavy ions that hold the charge firmly. Along with the process of ion formation, processes of their destruction occur as a result of combining ions of the opposite charge. In the atmosphere, processes of ion formation and ion destruction constantly occur, and a certain ionization equilibrium is established.

Clean air contains more light ions, polluted - more heavy ions. So, the amount of light ions on the banks of mountain rivers and waterfalls reaches 40 thousand in 1 cm3 of air, in rural areas - 2-3 thousand / cm3, in industrial cities their number decreases to 40 in 1 cm3.

The amount of light ions decreases in closed rooms with a large concentration of people, in trading floors, in hot shops, with worsening microclimatic conditions, poor ventilation, violation of sanitary cleaning regimes, etc.

It was found that light ions have a positive effect on the body and are indicators of the sanitary well-being of the air.
Light ions give refreshing properties to air, stimulate metabolic processes, increase tone, work capacity and immunity, reduce fatigue. They have medicinal properties - aeroionotherapy (degree of ionization of more than 100 thousand ions in 1 cm3) is used to treat hypertension, bronchial asthma, and other diseases.

Heavy ions have a negative effect - they lead to a loss of the refreshing properties of air, depressing effect on a person, causing drowsiness, depression, decreased performance and immunity.

The ionization mode of air is determined by the following indicators:

Pollution coefficient (N / n) is the ratio of the number of heavy ions to the number of light ions. For clean mountain air, it is 10, for closed rooms - should be no more than 50.

The unipolarity coefficient (n + / n-) is the ratio of the number of positive ions to the number of negative ions.

These indicators are taken into account when assessing the placement of people in the premises and calculating effective ventilation.

Electric field. Due to the fact that the atmosphere is positively charged, and the earth is negatively charged, positive ions move toward the earth's crust, negative ions repel it. The electric field of the atmosphere is measured by the potential in volts per 1 m of height, at the surface of the earth it is 130 V / m. The voltage difference between the head and legs of a standing person is about 250 V. The electric field is different in the seasons of the year. In the middle latitudes, in summer it is less than 100 V / m, and in winter it is more - 260 V / m. With an increase in atmospheric pressure, during rain, fog, the electric field of the atmosphere increases by 2-5 times, and during a thunderstorm it reaches enormous values. The biological effect of the electric field has not been studied enough, but it is known that with a sharp change in weather it causes negative changes in the body of weather-sensitive people.

The radioactivity of the air. It is characterized by the presence of radioactive substances and gases of natural and artificial origin.

A natural radioactive background is created by cosmic radiation and emissions from natural radioactive substances found in soil, water and the atmosphere. Radioactive gases (radon, actinon, thoron) are the decay products of natural radioactive elements (radium, sea anemone and thorium) contained in the earth's crust. The greatest radioactivity of air is observed at the surface of the earth. With an increase in barometric pressure and air humidity, the exit of gases from the soil decreases, and with an increase in temperature it increases. In winter, the radioactivity of the atmosphere is less than in summer.

An artificial radioactive background is the result of environmental pollution in nuclear explosions, in the practical and scientific use of radioactive substances, and in accidents at nuclear plants. In this case, a large number of radioactive substances with a different half-life are formed. Short-lived radionuclides with a half-life of up to several days are less dangerous as environmental pollutants. The greatest danger is long-lived radionuclides - strontium-90 and cesium-137, whose half-lives are 29 years and 33 years, respectively.

From atmospheric air, radioactive substances fall into the soil and migrate to water, plants, animal organisms, where they are able to accumulate. Consequently, radioactive substances reach a person mainly through the food chain.

Solar radiation is a stream of electromagnetic radiation with different wavelengths. Solar radiation affects all physiological processes in the human body. The effect of solar radiation on the body depends on the spectral composition, including visible, infrared and ultraviolet radiation.

Visible radiation (range from 400 to 760 microns) accounts for 40% of the solar spectrum at the surface of the earth. It provides the function of vision, acts on the central nervous system, and through it on all organs and systems, increases metabolism, photochemical processes, activity of the cerebral cortex, general tone and performance. In this regard, the creation of sufficient natural light is of great hygienic importance. In low light, visual fatigue occurs and performance decreases. So, when working for 3 hours at an illuminance of 30-50 lux, the stability of clear vision decreases by 37%, and at 100-200 lux only by 10-15%.

Infrared radiation - short-wave with a range of 760-144 microns and long-wave with a range of 1500-25000 microns, makes up 59% of the solar spectrum. Infrared radiation has a thermal effect on the body, absorbed by the skin. Short-wave infrared radiation penetrates deeply into tissues, but without a subjective sensation of warmth and burning of the skin, long-wave radiation is absorbed by the surface layers of the skin, irritates thermoreceptors and causes redness and burning of the skin.

The most pronounced adverse effect of infrared radiation in the production environment of workers in hot shops, where the radiation power is many times higher than natural. Long-term exposure to these rays causes a change in the eyes, because short-wave infrared radiation penetrates the lens.

Ultraviolet radiation (range 290-400 microns) accounts for 1% of the solar spectrum, has a general biological and specific effect.

Общебиологическое действие - ультрафиолетовые лучи, попадая на кожу, оказывают общеоздоровительное и тонизирующее действие, вызывают положительные сдвиги в клеточных и тканевых белках, рефлекторно влияют на весь организм, под их действием образуются биологически активные вещества, стимулирующие многие функции организма, активизируются ферменты и все виды обмена веществ, повышается деятельность щитовидной железы и других эндокринных желез, улучшается иммунитет.

Специфическое действие ультрафиолетовых лучей свойственно определенному диапазону:

• диапазон волн от 400 до 320 мкм оказывает эритемно-загарное действие (покраснение кожи, переходящее в загар);

• диапазон от 320 до 275 мкм оказывает антирахитическое действие, характеризующееся фотохимическим участием этих волн в синтезе витамина Д в коже, нормализации фосфорно-кальциевого обмена, стимуляции окислительно-восстановительных реакций и иммунитета;

• диапазон от 275 до 180 мкм оказывает бактерицидное действие. Под влиянием этих волн осуществляется санация воздуха, воды и почвы. С помощью специальных бактерицидных ламп обеззараживаются помещения, питьевая вода, пищевые продукты (молоко, безалкогольные напитки и др.).

Однако действие ультрафиолетовых лучей на организм не всегда благоприятно. Интенсивное солнечное облучение может приводить к ухудшению здоровья - поражению кожи, глаз, провоцировать развитие опухолей.

Солнечная освещенность (инсоляция) помещений зависит от ориентации по странам света: ориентация на юг способствует более длительному освещению помещений, чем на север; при восточной ориентации солнечные лучи проникают в помещение в утренние часы, а при западной - во второй половине дня. При южной ориентации солнечная радиация внутри помещения составляет 25 % от наружной, при других ориентациях - уменьшается на 16 %.

Ультрафиолетовое облучение на подоконнике (при открытом окне) составляет 50 % наружного облучения, в глубине помещения на расстоянии 1 м от окна оно уменьшается до 25 %, а на расстоянии 2 м - составляет всего 2-3 %.

Интенсивность солнечного освещения уменьшается при плотной застройке, затемнении соседними зданиями и зелеными насаждениями, расположении помещений на нижних этажах, двойное и тройное остекление окон и т.д. Естественное освещение помещений возможно не только от прямого солнечного облучения, но и от рассеянного и отраженного света.

Магнитное поле. Резкое изменение магнитного поля приводит к магнитному возмущению и магнитным бурям. Это влияет на состояние центральной нервной системы, психику и т.д., особенно у людей, страдающих хроническими заболеваниями, с ослабленным иммунитетом и подверженных влиянию климата и изменению погоды.

На основании изучения физических показателей воздуха разработаны гигиенические нормативы микроклимата производственных помещений.

Гигиеническими показателями, характеризующими микроклимат производственных помещений, являются: температура воздуха; температура поверхностей, (стен, потолков, пола, экранов, технологического оборудования и др.); относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового оборудования.

Формирование микроклимата зависит от климатических условий данной местности, вида технологического процесса, планировки и размещения помещений, свойств строительных материалов, вентиляции и отопления.

Гигиенические нормативы микроклимата регламентируется СанПиН «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Они предназначены для предотвращения неблагоприятного действия микроклимата рабочих мест и производственных помещений на самочувствие, функциональное состояние, работоспособность и здоровье человека. Эти санитарные правила распространяются на микроклимат всех видов производственных помещений и являются обязательными для всех предприятий и организаций.

Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к данным показателям с учетом интенсивности энергозатрат работающих, времени выполнения работы, периодов года и содержат методы измерения и контроля микроклиматических условий.

Разграничение работ по категориям проводится на основе интенсивности общих энергозатрат организма в ккал/ч (Вт). Характеристика отдельных категорий работ (Iа, Iб, IIа, IIб, III) представлена в приложении 1.

Оптимальные показатели микроклимата - это показатели, обеспечивающие оптимальный тепловой комфорт без напряжения механизмов терморегуляции в течение 8-часовой рабочей смены, высокую работоспособность и не вызывающие отклонений в состоянии здоровья. Они устанавливаются применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года.

Холодный период года - период года, когда среднесуточная температура наружного воздуха равна +10 оС и ниже, теплый период года - выше +10 оС.

Оптимальные параметры микроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам (приведены в приложении 2). Перепады температуры воздуха по высоте и горизонтали не должны превышать +2 оС и выходить за пределы указанных величин.
<< Previous Next >>
= Skip to textbook content =

Физические свойства воздуха

  1. Физические свойства воздуха
    Температура на земле колеблется от -940С до +630С. Температурные условия зависят от широты местности: чем дальше от экватора, тем угол падения более острый, следовательно, земля греется меньше. На поверхности (около земли) слои воздуха теплее, каждые 100м температура воздуха падает на 0,5 0С. Благодаря терморегулирующим механизмам, которыми управляет центральная нервная система, человек
  2. Физические свойства воздуха
    1. Атмосферное давление. Как видно из предыдущего изложения материала, слой воздуха над земной поверхностью распространяется до высоты около 1000 км. Этот воздух удерживается у поверхности земли силой земного притяжения, т.е. имеет определенный вес. На поверхность земли и на все предметы, находящиеся у ее поверхности, этот воздух создает давление, равное 1033 г/см. Следовательно, на всю
  3. Physical properties of water (temperature, transparency, color, taste, smell) and the effect of these properties on human health.
    These include smell, taste, color and transparency, that is, those properties that can be determined by the human senses. Turbid, dyed in any color or having an unpleasant smell and taste, the water is not sanitary-hygienic inadequate even if it is harmless to the human body. Deterioration of the properties of water adversely affects the drinking water regime, reflexively
  4. Физические свойства
    При исследовании физических свойств оценивают количество, консистенцию, форму, цвет и запах каловых масс. Исследуют макроскопически видимые примеси. Количество выделяемого за сутки кала зависит от состава и количества принятой накануне пищи, может колебаться в значительных пределах. При обычном рационе, по составу приближающемуся к пробным диетам, суточное количество кала составляет 120-200 г.
  5. Механические и физические свойства почвы
    Температура почвы - определяет температуру приземного слоя атмосферы, а также тепловой режим помещений подвалов и первых этажей зданий. На глубине 1 м почва уже не имеет суточных температурных колебаний. На глубине 7-8 м самая низкая температура сохраняется в мае, самая высокая - в декабре. Это имеет большое санитарное значение для хранения пищевых продуктов в подвальных помещениях, где летом
  6. Физические свойства мочи
    Количество Образование мочи зависит от температуры воздуха, отдыха, сна. Механизм уменьшения диуреза во время сна напоминает тот, который происходит под влиянием антидиуретического гормона задней доли гипофиза. Мышечные упражнения ведут к уменьшению почечного дебита плазмы, что вызывает снижение экскреции натрия. Жара снижает клубочковую фильтрацию, вызывая олигурию и также понижает экскрецию
  7. Влияние физических и химических параметров воздуха на здоровье человека и гигиенические требования к воздушно-тепловому режиму школьных помещений
    Оптимальные условия воздушной среды являются важным фактором сохранения здоровья и работоспособности человека. Неблагоприятные изменения воздуха могут вызывать значительные нарушения в организме: перегревание или переохлаждение тела, гипоксию, возникновение инфекционных и других заболеваний, снижение работоспособности. При комплексной гигиенической оценке воздуха учитываются: - физические
  8. Ионизация воздуха. Факторы загрязнения воздуха, влияние их на организм человека
    ИВ определяется наличием в воздухе электрически заряженных частиц, которые образуются в результате расщепления молекул и атомов газов воздуха под действием ионизаторов (положительные ионы – катионы, отрицательные – анионы). Ионизирующими факторами служат: *Ультрафиолетовые лучи солнца; *Грозовые разряды; *Механические сотрясения и колебания; *Прибой; *Водопады. Ионы,
  9. Значение воздуха для человека. Представления об атмосфере. Состав воздуха. Нормативные требования к воздушной среде учебных помещений
    Воздушная среда, составляющая земную атмосферу представляет собой смесь газов, в которой содержится 27 газообразных веществ. Воздух необходим всем аэробным существам для дыхания. Дыхание – это процесс получения энергии каждой живой клеткой. В атмосфере существует постоянный круговорот этих газов, поэтому состав постоянен. Но состав атмосферного воздуха может меняться в основном за счет
  10. Загрязнение атмосферного воздуха как важная гигиеническая и экологическая проблема. Самоочищение атмосферного воздуха и его санитарная охрана
    В состав воздушной среды постоянно входят разнообразные посторонние включения, попадающие в него из различных источников. С течением времени в результате деятельности человека, направленной на развитие технического прогресса, количество таких посторонних примесей к воздушной среде увеличивается. В настоящее время так называемый чистый воздух в населенных пунктах практически можно показывать лишь
    Осмотр артерий:У молод здор людей в сост покоя можно набл пульсацию:1. Сонной артерии на шее.2. Truncus brachiocephalicus в ярем ямке.3. Подключ артер в подключ ямке.4. Брюшной аорты.У пожилых людей допол-но опред пульсац артерий:5.Плечевой 6. Локтевой 7. Поверхностной височной,^ пульсации арт может опред у здор людей при значит физ и/или эмоц нагруз.^ пу-ции артер опред при патологии, когда ^
    Сер-ми шумами наз-т те звуки, котор. Высл-тся вместо тонов сердца (С), сопровождают тоны С или возникают вне всякой связи с тонами С. Классиф:I.внутри сер-ные: а-органи-е это 1клапанные, 2неклап-е; б-функ-ные это 1промежу-е, 2чистые функ-е, 3физе-кие; II внесерд-е: а-перекардиа-е, б-плевроперикарди-е, в-кардиопульмональные Мех-м внутрисер-х шумов Шумы С - это механи-е колеб стру-р, вызванные
  13. коллектив сотрудников Научно-исследовательского института охраны атмосферного воздуха (НИИ Атмосфера). Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, 2005
    Пособие содержит методические рекомендации, разъяснения и дополнения по основным вопросам воздухоохранной деятельности: - инвентаризация выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и их источников; - нормирование выбросов и установление нормативов ПДВ (ВСВ); - контроль за соблюдением установленных нормативов выбросов; - сводные расчеты загрязнения атмосферы выбросами
Medical portal "MedguideBook" © 2014-2019