Питання до заняття
1. Клімат і погода, їх гігієнічне та екологічне значення. 2. Терморегуляція організму людини і її гігієнічне значення. 3. Вплив на організмі людини температури (підвищеної і зниженої), вологості і швидкості руху повітря. 4. Гігієнічні аспекти акліматизації. 5. Вплив на організм людини різних сполучень температури, вологості і швидкості руху повітря. 6. Іонізація атмосферного повітря. 7. Пристрій і принцип роботи приладів і методи визначення температури і вологості повітря. мета заняття
Ознайомити студентів з гігієнічної оцінкою основних метеорологічних чинників (температура, вологість) і методами їх визначення.
Вказівки для самостійної роботи студентів
1. Визначити температурний режим приміщення. 2. Виміряти вологість повітря. 3. Написати висновок про стан мікроклімату. 2
Дія повітряного середовища на організм комплексне, але одне з істотних впливів пов'язано з фізичними властивостями повітря, оскільки вони в значній мірі визначають теплообмін організму з навколишнім середовищем.
Як відомо, теплообмін організму підтримується шляхом урівноваження процесів хімічної і фізичної терморегуляції.
Хімічна терморегуляція визначається здатністю організму змінювати інтенсивність обмінних процесів. Накопичення тепла в організмі відбувається як в результаті окислення харчових речовин і вироблення тепла при м'язовій роботі, так і від променистого тепла сонця і нагрітих предметів, теплого повітря і гарячої їжі.
Фізична терморегуляція. Організм віддає тепло шляхом проведення, конвекції, випромінювання та випаровування поту. Тепловіддача проведенням здійснюється при зіткненні з холодними поверхнями. Конвекційна віддача тепла відбувається при нагріванні повітряних мас. Віддача тепла випромінюванням можлива поблизу предметів і огорож, що мають більш низьку температуру, ніж шкіра людини. При випаровуванні поту організм також віддає тепло. Невелика кількість тепла виводиться з організму з повітрям, що видихається і фізіологічними відправленнями. Теплорегуляційні механізми функціонують під контролем центральної нервової системи, і в залежності від її стану можлива зміна процесів як теплопродукції, так і тепловіддачі. У стані спокою і теплового комфорту тепловтрати конвекцією складають 15,3%, випромінюванням - 55,6%, випаровуванням - 29,1%.
Віддача тепла проведенням залежить від різниці температури поверхні тіла людини і предметів, а також від теплопровідності цих предметів. Теплопровідність повітря незначна, тому віддача тепла проведенням через нерухоме повітря виключена. Інтенсивність віддачі тепла конвекцією залежить від площі поверхні тіла людини, різниці температури повітряного середовища і тіла і від швидкості руху повітря. Посилені конвекційні струми сприяють якнайшвидшому охолодженню організму. При одній і тій же температурі повітря підвищена рухливість повітря сприяє більш швидкому охолодженню шкіри людини, ніж в нерухомому повітрі.
Наприклад, при температурі повітря 180С різниця температури шкіри при нерухомому повітрі і при вітрі становить 70С. Чим вище температура повітря, тим слабкіше охолоджуючий ефект вітру, при температурі повітря 340С температура шкіри при нерухомому повітрі і вітрі залишається однаковою і становить близько 340С, т. Е. Теплий вітер сприяє перегрівання організму. У процесах теплообміну організму з зовнішнім середовищем велике значення має променистий (радіаційний) теплообмін. Згідно фізичним законам всяке тіло при температурі вище абсолютного нуля випромінює тепло в навколишній простір. Тепловипромінювання залежить тільки від теплового стану нагрітого предмета і не залежить від температури повітряного середовища.
З підвищенням температури випромінюючого тіла довжина хвиль зменшується, т. Е. Спектр випромінювання зсувається в бік більш коротких хвиль. Наприклад, метал червоного розжарювання випускає довгохвильові інфрачервоні промені, які надають теплову дію. При подальшому нагріванні металу і переведення його в стан сказу спектр випромінювання зсувається в бік більш коротких хвиль, включаючи хвилі світлового випромінювання. Поряд з тепловим впливом метал починає світитися. Отже, знаючи довжину хвилі з максимальною енергією випромінювання, можна передбачити ту чи іншу фізіологічну дію і розробити конкретні заходи захисту.
Променисте тепло і тепло повітряних мас (конвекційне тепло) викликають один і той же суб'єктивне відчуття тепла, але механізм і шляхи впливу цих видів тепла на організм різні. Променисте тепло проникаюче, конвекційне тепло впливає на поверхню тіла людини і, отже, не проникає настільки глибоко, як променисте тепло.
Між людиною і навколишніми предметами йде безперервний обмін променистим теплом. Якщо поверхню тіла людини випромінює стільки тепла, скільки приймає від навколишніх предметів, радіаційний баланс дорівнює нулю. Якщо середня температура навколишніх предметів і огорож вище температури шкіри людини, то людина отримує більше променистого тепла від навколишніх предметів, ніж випромінює сам, т. Е. Радіаційний баланс позитивний. Негативний радіаційний баланс створюється тоді, коли людина віддає випромінюванням більше тепла, ніж отримує від оточуючих предметів. У разі різкого порушення радіаційного балансу спостерігається перегрівання або охолодження. Наприклад, в гарячих цехах можливо перегрівання робітників не тільки з-за високої температури повітря, а й в результаті інтенсивного припливу променистого тепла від нагрітих поверхонь, розпеченого металу і т. Д. Холодні і сирі стіни створюють умови для негативного радіаційного балансу, людина охолоджується, інтенсивно випромінюючи тепло в сторону холодних огорож. При цьому, незважаючи на сприятливу температуру повітря, людина часто відчуває тепловий дискомфорт. При поєднанні радіаційного охолодження і низької температури повітря спостерігається більш швидке і більш глибоке охолодження організму.
Комплексний вплив на організм людини основних метерологіческіе факторів
Правила вимірювання температури повітря
При вимірах температури повітря необхідно встановлювати термометри так, щоб на них не діяли ніякі сторонні чинники, здатні нагріти або охолодити термометр. У відкритій атмосфері потрібно захищати резервуар термометра від дії сонячної радіації, а в приміщеннях - від більш гарячих, поблизу знаходяться поверхонь або від холодних стін і т. П. Якщо цього не зробити, то термометри показувати не справжню температуру повітря, а так звану кліматичну температуру, т. е. сукупність різних температурних факторів, що діють на резервуар термометра в момент спостереження.
Іноді в санітарній практиці доводиться визначати і кліматичну температуру, наприклад, коли потрібно охарактеризувати температурні умови безпосередньо в тому місці, де проводиться робота (відкрита атмосфера, гарячі цехи, кузня і т. П.). У цих випадках термометр не захищається, щоб не усунути впливу головного температурного чинника - променевої енергії, від якого залежать температурні умови в даному місці.
Захист термометрів від сторонніх впливів досягається різними способами. На метеорологічних станціях захист термометрів здійснюють за допомогою спеціальних будок. При епізодичних вимірах температури повітря захист термометрів досягається шляхом застосування ширм у вигляді листа білого картону або фанери. При наявності аспіраційного психрометра найкраще визначати температуру за показаннями наявного в ньому сухого термометра. У цьому приладі резервуари термометрів укладені в металеві оправи і ніякої додаткової захисту від сонячної енергії тощо. Не потрібно.
Під час вимірювань термометри слід підвішувати на спеціальному штативі, а не тримати в руках і не нахилятися до них близько (не дихати на них).
Вимірювання температури повітря в житлових приміщеннях проводиться посередині кімнати на висоті 1,5 м від підлоги. Більш точні результати можна отримати, якщо виміряти температуру в різних місцях кімнати (у підлоги, біля вікон і т. Д.) І з отриманих даних обчислити середню. У виробничих приміщеннях температура повітря вимірюється в робочій зоні і в сусідніх містах на різних рівнях.
Щоб визначити, наскільки рівномірна температура в горизонтальному напрямку, потрібно виміряти її на відстані 0,2 м від зовнішньої стіни, потім посередині приміщення, поблизу вікон, печей і в холодних кутах.
Для визначення рівномірності в вертикальному напрямку вимірюють температуру на висоті 0,1-1-1,5 м від статі, а в деяких випадках і під стелею (на виробництві). Ці виміри особливо важливі для характеристики температури кімнат в дитячих установах, так як діти молодшого віку проводять значну частину часу в іграх на підлозі.
Різниця в температурі повітря по горизонталі від стін з вікнами до протилежних їм стін не повинна перевищувати в житлових приміщеннях 20, а по вертикалі - близько статі і на висоті голови - 2,5 °).
Відлік показань термометрів проводять через 10 хвилин після того, як повішені термометри.
Прилади для вимірювання температури повітря
Температуру повітря найчастіше вимірюють за допомогою ртутних і спиртових термометрів.
Найбільшого поширення набули ртутні термометри. Це пояснюється їх більшою точністю і можливістю застосовувати в широких межах від -35 до + 357 °.
Спиртові термометри менш точні, так як спирт при нагріванні вище 0 ° розширюється нерівномірно, а крім того, точка кипіння його лежить низько (78,3 °), але зате спиртові термометри дають можливість вимірювати дуже низькі температури (до -130 °), для яких ртутні термометри непридатні
(Ртуть замерзає при -39,4 °).
Термометри градуюються в градусах Цельсія.
Термометри не завжди бувають точними, тому рекомендується перш ніж користуватися ними, порівняти їх з так званим нормальним термометром, точність якого гарантується спеціальним свідоцтвом Головної геофізичної обсерваторії.
Аспіраційний термометр. Кращими є сухі термометри аспіраційних психрометрів - приладів для визначення вологості. Вимірюючи вологість повітря, можна, отже, одночасно визначити і температуру повітря.
Максимальний термометр. Максимальний термометр представляє собою ртутний термометр, який влаштований таким чином, що, показавши найвищу температуру, колишню за певний період спостереження, він зберігає своє показання, незважаючи на подальше зниження температури. Щоб привести ртуть назад в резервуар, потрібно кілька разів струсити термометр.
Мінімальний термометр. Мінімальний термометр - спиртовий. Усередині капілярної трубки його, в спирту, знаходиться невеликий рухомий штифт з темного скла, що має на своїх кінцях потовщення у вигляді шпилькових головок.