Коллектив авторов - Гигиена, санология, экология

В условиях низкой температуры окружающего воздуха движение воздуха повышает теплоотдачу путем конвекции.

Повышенная подвижность воздушных масс усиливает процессы обмена веществ. Сильные ветры препятствуют процессу дыхания, оказывают влияние на нервно-психическую деятельность. Умеренные ветры оказывают бодрящее, тонизирующее действие; продолжительные и сильные способствуют появлению нервно-психического возбуждения. Наиболее благоприятная скорость движения воздуха – 1 – 4 м/с; скорость ветра свыше 6 – 7 м/с может оказывать раздражающее действие.

В жилых помещениях наиболее благоприятна подвижность воздуха 0,2 – 0,4 м/с, скорость воздуха менее 0,2 м/с формирует ощущение «застойного» воздуха в помещении, более 0,4 м/с создает ощущение сквозняка. В спортивных залах допустимо движение воздушных масс до 0,5 м/с; в горячих цехах – допустимо до 1 – 1,5 м/с для обеспечения лучшей теплоотдачи с поверхности тела.

Итак, тепловое воздействие окружающей среды определяется не только воздействием температуры воздуха. Прочие метеорологические факторы (влажность, подвижность воздуха, уровень лучистой энергии) или усиливают, или ослабляют действие температуры на организм человека, тем самым существенно изменяя условия теплоотдачи. Таким образом, тепловое ощущение человека определяется комплексным воздействием всех перечисленных выше факторов. Вследствие этого возникло вполне обоснованное стремление разработать метод, позволяющий провести суммарную оценку влияния физических свойств воздуха на организм.

Этот поиск проводился в двух направлениях:

1) конструирование приборов – аналогов человеческого тела. К таковым относится кататермометр профессора Хилла; эвпатиоскоп Дафтона и термоинтегратор;

2) разработка температурных шкал (эффективно-эквивалентной результирующей и оперативной температур).

Однако методы не получили широкого распространения. Кататермометр в настоящее время используется для оценки малых скоростей движения воздуха в помещениях; метод эквивалентно-эффективной температуры нашел применение в курортологии.

Солнечная радиация имеет чрезвычайно большое биологическое и гигиеническое значение. Под солнечной радиацией понимают весь испускаемый Солнцем интегральный (суммарный) поток радиации, который представляет собой электромагнитные колебания с различной длиной волны.

В гигиеническом отношении особый интерес представляет оптическая часть солнечного спектра, которая включает электромагнитные поля и излучения с длиной волны выше 100 нм. В этой части солнечного спектра различают три вида излучения («неионизирующее излучение»):

– ультрафиолетовое (УФ) – сдлиной волны 290 – 400 нм;

– видимое – сдлиной волны 400 – 760 нм;

– инфракрасное (ИК) – сдлиной волны 760 – 2800 нм.

Солнечные лучи, прежде чем достигнуть земной поверхности, должны пройти сквозь мощный слой атмосферы. Интенсивность солнечного излучения, достигающего земной атмосферы, вероятно, была бы смертельной для большинства живых организмов на Земле, если бы отсутствовало экранирование, обеспечиваемое атмосферой. Солнечное излучение поглощается, рассеивается при прохождении через атмосферу водяными парами, молекулами газов, частицами пыли и т. д. Наиболее важным процессом является поглощение УФ-части солнечного спектра молекулярным кислородом и озоном. Озоновый слой препятствует тому, чтобы УФ-излучение с длиной волн 280 (290) нм достигало земной поверхности.

Около 30 % солнечной радиации не достигает земной поверхности. Так, если на границе земной атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5 %, видимая часть – 52 % и инфракрасная часть – 43 %, то у поверхности Земли ультрафиолетовая часть составляет 1 %, видимая – 40 % и инфракрасная часть солнечного спектра – 59 %.

В результате интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли всегда будет меньше напряжения солнечной радиации на границе земной атмосферы.

Напряжение солнечной радиации на границе земной атмосферы называется солнечной постоянной и составляет 1,94 кал/см 2/мин.

Солнечная постоянная – количество солнечной энергии, поступающей в единицу времени на единицу площади, расположенной на верхней границе земной атмосферы, под прямым углом к солнечным лучам при среднем расстоянии Земли от Солнца.

Величина солнечной постоянной может колебаться в зависимости от солнечной активности и расстояния Земли от Солнца.

Максимальное напряжение солнечной радиации в различных точках СНГ на уровне моря различно. Так, в полдень в мае месяце в Ялте – 1,33; Павловске – 1,24; Москве – 1,28; Иркутске – 1,3; Ташкенте – 1,34 кал/см 2/мин.

Интенсивность солнечной радиации зависит от многих факторов: широты местности, сезона года и времени суток, качества атмосферы, особенностей подстилающей поверхности.

Именно широта местности определяет угол падения солнечных лучей на поверхность.

При перемещении Солнца из зенита к горизонту путь, который проходит солнечный луч, увеличивается в 30 – 35 раз, что приводит к увеличению поглощения и рассеивания радиации, к резкому уменьшению ее интенсивности в утренние и вечерние часы по сравнению с полуднем. Почти 50 % суточного УФ-излучения поступает в течение четырех полуденных часов.

Наличие облачного покрова, загрязнения воздуха, дымки или даже рассеянных облаков играет значительную роль в ослаблении солнечного излучения. При сплошном покрытии неба облаками интенсивность УФ-излучения снижается на 72 %, при половинном покрытии облаками – на 44 %. В экстремальных условиях облачный покров может снижать интенсивность УФ-излучения более чем на 90 %.

Важную экологическую функцию выполняет озон стратосферы. Озон и кислород полностью поглощают коротковолновое УФ-излучение (длина волны 290 – 100 нм), предохраняя все живое от его пагубного воздействия. Изменения в озоновом слое Земли сказываются только на процессе поглощения УФ-В-спектра (средневолнового), избыток которого способствует активному образованию свободных радикалов, перекисных соединений и кислых валентностей, увеличивая агрессивность тропосферы.

Напряжение солнечной радиации зависит также от состояния атмосферы, т. е. от ее прозрачности. Например: в Санкт-Петербурге из-за загрязнения атмосферного воздуха напряжение солнечной радиации на 13 % меньше, чем в пригороде.

Наибольшим изменениям в атмосфере подвергаются УФ-лучи. Интенсивность УФ-радиации колеблется в течение суток, давая крутой подъем к полудню и снижение к концу дня. В полдень, когда Солнце находится высоко над головой, интенсивность УФ-излучения при длине волны 300 нм в 10 раз выше, чем тремя часами раньше (в 9 ч утра) или тремя часами позже (в 3 ч дня). Биологически активное УФ-излучение попадает на горизонтальную поверхность в полуденные часы, причем около 50 % – в течение 4 ч околополуденного времени.