ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОЗДУХА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРА И СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПОМЕЩЕНИЙ. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К САНИТАРНОМУ БЛАГОУСТРОЙСТВУ АПТЕК

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К САНИТАРНОМУ БЛАГОУСТРОЙСТВУ АПТЕК.

Атмосферный воздух по химическому составу представляет со­бой смесь газов с различным удельным содержанием.

Химический состав мало меняется с высотой. Однако ввиду того что с высотой воздух разрежается, содержание каждого газа в единице объема уменьшается.

Азот составляет основную массу атмосферы. 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 с осадками поступают в почву, где превращаются в органические соединения. 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 азотфик-сирующими).

Кислород по биологической роли — самая важная составная часть воздуха. В природе постоянно происходит потребление кислорода при дыхании человека и животных. Много расходу­ется кислорода на процессы окисления и горения топлива и других органических материалов. Несмотря на значительный расход кислорода, его содержание в воздухе практически не из­меняется. Это обусловлено тем, что параллельно данному про­цессу в растительном мире идет процесс ассимиляции диоксида углерода и выделения кислорода, восполняющий его естествен­ную убыль. Так, в результате процессов фотосинтеза в атмосфе­ру поступает около 5 • 10¹⁴ т кислорода в год, 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.

Потребление организмом кислорода зависит от возраста. В преклонном возрасте потребление кислорода составляет 70 %, у детей 110-120%.

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

Увеличение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе вплоть до 100 % при нормальном давлении человеком перено­сится легко. С повышением давления до 405,3 кПа (4 атм) могут наблюдаться местные поражения тканей легких и функциональ­ные нарушения ЦНС. Вместе с тем при содержании кислорода до 40—60 % и давлении до 303,94 кПа (3 атм) в барокамере на­блюдается улучшение усвоения кислорода тканями, отмечается нормализация нарушенных функций органов и систем.

В последние годы повышенные концентрации кислорода в сочетании с повышенным давлением (гипербарическая оксиге-нация) широко используются в хирургической практике, аку­шерстве.

Углекислый газ (или диоксид углерода) — бесцветный, без за­паха, в 11/г раза тяжелее воздуха. От содержания диоксида угле­рода зависит тепловой баланс планеты. Увеличение его содержа­ния до 3 % приводит к нарушениям функции дыхания (одышка), появлению головной боли и снижению работоспособности. При

содержании диоксида углерода 4—5 % отмечаются покраснение лица, головная боль, шум в ушах, повышение кровяного давле­ния, сердцебиение, возбужденное состояние. При содержании 8—10 % диоксида углерода в воздухе наблюдается быстрая по­теря сознания и наступает смерть.

Концентрация диоксида углерода в воздухе жилых и общест­венных зданий даже при отсутствии в них вентиляции редко превышает 1 %.

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 указанная 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. Существуют нормы ПДК диок­сида углерода в космических кораблях, подводных лодках (не более 0,5—1 %), в бомбо- и газоубежищах (не более 2 %). По содержанию диоксида углерода производится расчет вентиля­ции в жилых и общественных зданиях.

Содержание диоксида углерода в воздухе лечебных учрежде­ний должно составлять не более 0,07 %, в воздухе жилых и об­щественных зданий — 0,1 %.

В истории Земли были периоды, когда содержание диоксида углерода в атмосфере было существенно больше, чем в настоя­щее время. Так, по некоторым данным, около 250 млн лет назад концентрация его составляла 7,5 %, а 570 млн лет назад — не бо­лее 0,3 %. Есть предположение, что около 1 млн лет назад содер­жание диоксида углерода было в 2 раза выше. В наше время боль­шинство исследователей сходятся в мнении, что содержание ди­оксида углерода в атмосфере имеет тенденцию к увеличению.

Другие составляющие воздуха — так называемые инертные газы (аргон, неон, гелий, ксенон, криптон и др.) в обычных ус­ловиях физиологически индифферентны.

Гигиеническое значение загрязнения атмосферного воздуха

Состав атмосферного воздуха в пределах тропосферы может существенно изменяться за счет всевозможных примесей, обу­словленных промышленной и хозяйственно-бытовой деятельностью людей. Проблема загрязнения атмосферного воздуха приобрела особую остроту во второй половине XX века в связи с чрезвычайно высокими темпами роста промышленного про­изводства, потреблением электроэнергии и использованием моторных транспортных средств. Масштабы загрязнения воз­духа с каждым годом увеличиваются.

В настоящее время в атмосферу Земли в год выбрасываются сотни миллионов тонн отходов промышленного производства. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха больших городов являются промышленные предприятия, ко­тельные, ТЭЦ, транспорт. Наиболее значительным источником загрязнения воздушной среды населенных мест является сжи­гание топлива — каменного угля, нефти, газа. Установлено, что только при сжигании каменного угля, добытого за год, в воздух выбрасывается около 94 млн т пыли, более 300 млн т окиси уг­лерода, 37 млн т сернистого газа и около 6 млрд т углекислого газа. Легковая машина выбрасывает в час до 4 кг окиси углерода, а грузовая — до 7 кг. Годовое количество оксида углерода, по­ступающего в воздух за счет автомобильного парка нашей пла­неты, составляет около 200 млн т, углеводородов — 50 млн т. Все более мощным источником загрязнения становится воздушный транспорт. Один современный четырехмоторный пассажир­ский самолет загрязняет воздух так же, как и 10 000 легковых автомобилей.

Неблагоприятное влияние атмосферных загрязнений на здо­ровье населения является общепризнанным фактом. Оно вызы­вает острые и хронические отравления, рост общей заболевае­мости, развитие специфических и отдаленных последствий. В литературе описано большое число случаев острых отравлений, обусловленных так называемыми токсичными туманами. Пе­чальные последствия токсичных туманов, повлекших массовые отравления и резкое увеличение случаев смерти, наблюдались в Бельгии (долина р. Маас, 1930), США (Донора, 1948), Лондоне (1952), Мексике и других странах. Так, в 1952 г. в Лондоне с 5 по 9 декабря в результате действия токсичного тумана число смертельных случаев возросло до 2468 человек, особенно среди пожилых лиц и детей. Всего вследствие воздействия тумана умерли около 4000 человек.

Ослабление организма в результате хронического воздействия атмосферных загрязнений обусловливает рост в 1 Уг—2 раза чис­ла случаев заболевания хроническим бронхитом, эмфиземой легких, острыми респираторными заболеваниями, хронически­ми ринитами, отитами и др. В США и Англии хронический бронхит и эмфизема легких занимают второе место среди при­чин инвалидности после сердечно-сосудистых заболеваний.

Исследования показывают, что атмосферные загрязнения мо­гут оказывать канцерогенное и сенсибилизирующее действие. Кроме того, отмечено, что атмосферные загрязнения ухудшают общесанитарные условия жизни населения. Так, интенсивное запыление воздуха снижает прозрачность атмосферы, что отра­жается на естественном освещении, уровне УФ-облучения. За­пыленность воздуха способствует туманообразованию. В круп­ных промышленных городах с каждым годом возрастает частота туманов. Так, в Лондоне в 1870—1875 гг. число туманных дней в зимнее время составляло 93, а через 20 лет — 156. В Париже число туманов за последние 25 лет возросло в 3 раза. В свою очередь туманы способствуют росту уличного травматизма, уг­нетающе действуют на психику и самочувствие людей.

http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0606.jpg

 

Атмосферные загрязнения наносят большой экономический ущерб. С промышленными выбросами теряется много ценного сырья (свинец, цинк, медь, сернистый газ и др.). Кроме того, промышлен­ные выбросы губительно действуют на растительность, разруша­ют бетонные и металлические конструкции. Многие исследователи связывают низкую урожайность сельскохозяйственных культур, повышенную заболеваемость скота и снижение его продуктивности с увеличением атмосферных загрязнений. Загрязнение воздуха ока­зывает неблагоприятное влияние на бытовые условия жизни лю­дей. Отмечается быстрое загрязнение окон, квартир, мебели.

К наиболее распространенным газообразным атмосферным загрязнениям относятся соединения серы, сероводород, окислы азота, углеводороды, альдегиды, сажа и др.

Борьба с загрязнением атмосферного воздуха ведется по мно­гим направлениям, однако первостепенное значение имеют тех­нологические мероприятия, планировочные, санитарно-технические, а также связанные со строительством высоких труб. Тех­нологические мероприятия рассматриваются как основные, так как позволяют резко ограничить выброс вредных веществ в ат­мосферу. Это достигается за счет разработки и создания замк­нутых технологических процессов, замены вредных веществ без­вредными или менее вредными, очистки сырья от примесей, за­мены пламенного нагрева электрическим и др. Существенную роль играет вторичное использование отходов в технологиче­ском процессе.

В группу планировочных мероприятий входит комплекс приемов, включающих зонирование территории города (на промышленную, жилую, транспортную, административно-хо­зяйственную), борьбу с естественной запыленностью, органи­зацию санитарно-защитных зон (расстояние от промышленно­го предприятия до жилой зоны), планировку жилых районов, озеленение населенных мест. При решении вопросов зониро­вания территории обязательно учитываются роза ветров и рель­еф местности.

Для всех предприятий, являющихся источниками за­грязнения атмосферы, в зависимости от их мощности, условий осуществления технологического процесса, количественного и качественного состава выделяемых вредных веществ установлены следующие размеры санитарно-защитных зон в соответствии с классом вредности предприятия: для предприятий I класса — 1000 м, II - 500 м, III - 300 м, IV - 100 м и V класса — 50 м.

Группа санитарно-технологических мероприятий предусмат­ривает защиту воздушного бассейна при помощи очистных соору­жений (сухие механические пылеулавливатели, аппараты фильт­рации, электрические фильтры и аппараты мокрой очистки).

Особо важное значение имеют законодательные мероприя­тия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха.

а - Водяной аспиратор ; б – Элекроаспиратор „Лиот”

 

Бактериальное загрязнение воздушной среды

Биологические объекты, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, объединяются общим понятием "аэропланктон". В его состав входят бактерии, вирусы, споры плесневых грибов, дрож­жевые грибы, цисты простейших, споры мхов и др. При этом не­обходимо отметить, что воздух не является благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Поэтому обычно не выcевают специфическую для воздушной среды микрофлору. Основным источником загрязнения воздуха является почва. Установлено, что 1 г почвы содержит до миллиарда микроорганизмов. Нахо­дясь во взвешенном состоянии, они подчиняются тем же физи­ческим законам, что и любая частица аэрозоля такого же размера.

Содержание микроорганизмов в воздухе подвержено значи­тельным колебаниям как в течение суток, так и в различные се­зоны года. В холодный период года воздух менее загрязнен микроорганизмами, а летом наблюдается более высокое их со­держание, что связано с высыханием верхних слоев почвы и усиленным поступлением ее частичек в воздух. В населенных пунктах, как правило, атмосферный воздух содержит больше микроорганизмов, чем в пригородной зоне. Так, бактериальная обсемененность в городах может достигать 30—40 тыс. в 1 м , в то время как в зеленой пригородной зоне — около 1000 в 1 м³.

http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0612.jpg

Для провизора особое значение имеет знание характера распро­странения бактериальных аэрозолей с возбудителями инфекцион­ных заболеваний. В воздухе могут находиться бактерии, способ­ные сохранять жизнеспособность при высушивании. К ним отно­сятся бациллы сибирской язвы, микобактерии туберкулеза, стрептококки, стафилококки и др. Для многих инфекционных бо­лезней воздух является основным путем передачи возбудителей. Через воздух распространяются возбудители коклюша, дифтерии, кори, скарлатины, гриппа. Воздушным путем передаются такие заболевания, как натуральная оспа, туляремия, сибирская язва, туберкулез и др. Установлено, что во время чиханья образуется до 40 000 мелких капелек, содержащих микроорганизмы. Ин­фицированные капельки, находясь во взвешенном состоянии, могут распространяться на значительные расстояния и пред­ставлять эпидемическую опасность. Этому способствуют вер­тикальные и горизонтальные конвекционные токи воздуха.

Отдельные микроорганизмы, поступающие с воздухом в ды­хательные пути, обладают способностью сенсибилизировать организм человека. При этом надо учитывать, что даже погибшие микроорганизмы могут представлять опасность для человека как аллерген. Так, описаны случаи развития ачлергических ре­акций при поступлении бактерий сапрофитов, в частности Bact. prodegiosum, грибов Cladosporium, Mucor, Penicillium и др. Та­кие микроорганизмы, как сарцина, псевдодифтерийная палоч­ка и некоторые водоросли, также являются аллергенами.

Уровень бактериального загрязнения воздуха в помещениях зависит от воздухообмена, санитарного состояния и др. При­нято считать, что атмосферный воздух является чистым в бак­териологическом отношении, если число бактерий летом не превышает 750, а зимой — 150 в 1 м³. Воздух характеризуется как загрязненный при содержании летом более 2500, а зимой более 400 микробных тел в 1 м³.

Гигиенические показатели санитарного состояния и вентиляции помещений

1. Химический состав атмосферного воздуха: азота - 78,08%; кислорода - 20,95%; углекислого газа - 0,03-0,04%; инертных газов (аргон, неон, гелий, криптон, ксенон)  - 0,93%; влаги, как правило, от 40-60% до насыщения; пыль, микроорганизмы, естественные и техногенные загрязнения - в зависимости от промышленного развития региона, типа поверхности (пустыня, горы, наличие зеленых насаждений и др.)

2.Основные источники загрязнения воздуха населенных мест, производственных помещений - выбросы промышленных предприятий, автотранспорта; пиле-, газообразование промышленных предприятий; метеорологические факторы (ветры) и тип поверхности регионов (пылевые бури пустынных мест без зеленых насаждений).

3.Источники загрязнения воздуха жилых помещений, помещений коммунально-бытового назначения и общественных помещений - продукты жизнедеятельности организма людей, которые выделяются кожей и при дыхании (продукты распада пота, кожного сала, омертвелого эпидермиса, другие продукты жизнедеятельности, которые выделяются в воздух помещения пропорционально количеству людей, срока их пребывания в помещении и количества углекислого газа, который накапливается в воздухе пропорционально перечисленным загрязнителям), и поэтому используется как показатель (индикатор) степени загрязнения этими веществами воздуха помещений различного назначения.

4.Учитывая, что через кожу и при дыхании выделяются, в основном, органические продукты обмена веществ, для оценки степени загрязнения воздуха помещений людьми было предложено определять другой показатель этого загрязнения – окисляемость воздуха, т.е. измерять количество миллиграммов кислорода, необходимого для окисления органических соединений в 1 м³ воздуха с помощью титрованного раствора бихромата калия К₂Сr₂О₇.

Окисляемость атмосферного воздуха обычно не превышает 3-4 мг/м³, в хорошо проветриваемых помещениях окисляемость находится на уровне 4-6 мг/м³, а в помещениях с неблагоприятным санитарным состоянием окисляемость воздуха может достигать 20 и более мг/м³.

5. Концентрация углекислого газа отображает степень загрязнения воздуха другими продуктами жизнедеятельности организма. Концентрация углекислого газа в помещениях увеличивается пропорционально количеству людей и времени их пребывания в помещении, но как правило, не достигает вредных для организма уровней. Только в замкнутых, недостаточно вентилируемых помещениях (хранилищах, подводных лодках, подземных выработках, производственных помещениях, канализационных системах и т.п.) за счет брожения, горения, гниения количество углекислого газа может достигать концентраций, опасных для здоровья и даже жизни человека.

Исследованиями М. П. Бресткина и ряда других авторов установлено, что повышение концентрации СО₂ до 2-2,5% не вызывает заметных отклонений в самочувствии человека, его трудоспособности. Концентрации СО₂ до 4% вызывают повышение интенсивности дыхания, сердечной деятельности, снижение трудоспособности. Концентрации СО₂ до 5% сопровождаются одышкой, усилением сердечной деятельности, снижением трудоспособности, а 6% -  способствуют снижению умственной деятельности, возникновению головной боли, умопомрачению, 7% - может вызвать неспособность контролировать свои действия, потерю сознания и даже смерть,  10% - вызывает быструю, а 15-20% мгновенную смерть из-за паралича дыхания.

Для определения концентрации СО₂ в воздухе разработано несколько методов, среди которых метод Субботина-Нагорского с гидроокисью бария, методы Реберга-Винокурова, Калмыкова, интерферометрический. Вместе с тем в  санитарной практике наиболее широко используется портативный экспрессный метод Лунге-Цеккендорфа в модификации Д.В.Прохорова (приложение 2).

      

 

Определение диоксида углерода в воздухе экспресс-методом Лунге-Цеккендорфа в модификации Д.В. Прохорова

 

Принцип метода основан на пропускании исследуемого воздуха через титрованный раствор углекислого натрия (или аммиака) в присутствии фенолфталеина. При этом происходит реакция Na₂CO₃+H₂O+CO₂=2NaHCO₃. Раствор фенолфталеина, который имеет розовую окраску в щелочной среде, после связывания CO₂ обесцвечивается (кислая среда).

Разведением 5,3 г химически чистого Na₂CO₃ в 100 мл дистиллированной воды готовят исходный раствор, к которому прибавляют 0,1% раствор фенолфталеина. Перед анализом готовят рабочий раствор разведением исходного раствора 2 мл до 10 мл дистиллированной водой.

Раствор переносят в склянку Дрекселя по Лунге-Цеккендорфу (рис. 11.1а) или в шприц Жанне по Прохорову (рис. 11.1б). В первом случае к длинной трубке склянки Дрекселя с утонченным носиком присоединяют резиновую грушу с клапаном или небольшим отверстием. Медленно сжимая и быстро отпуская грушу, продувают через раствор исследуемый воздух. После каждой продувки склянку встряхивают для полного поглощения CO₂ из порции воздуха. Во втором случае (по Прохорову) в шприц, наполненный 10 мл рабочего раствора соды с фенолфталеином, держа его вертикально, набирают порцию исследуемого  воздуха. Затем энергичным встряхиванием (7-8 раз) воздух приводят в контакт с поглотителем, после чего воздух выталкивается и вместо него набирается одна за другой порции исследуемого воздуха до полного обесцвечивания раствора в шприце. Считают количество объемов (порций) воздуха, пошедших на обесцвечивание раствора. Анализ воздуха проводят в помещении и за пределами помещения (атмосферный воздух).

Результат рассчитывают по обратной пропорции на основании сопоставления количества израсходованных объемов (порций) груш или шприцев и концентрации CO₂ в атмосферном воздухе (0,04%) и в конкретном исследуемом помещении, где определяется концентрация СО₂. Например, в помещении израсходовано 10 объемов груш, или шприцев, на улице – 50 объемов. Отсюда, концентрация CO₂ в помещении =  (0,04 x  50) : 10 = 0,2%.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) CO₂ в жилых помещениях разного назначения установленная в пределах 0,07-0,1%, в производственных помещениях, где  CO₂ накапливается от технологического процесса, до 1-1,5%.

 

 

 

 

 

 

Рис.11.1а. Прибор для определения концентрации СО₂ по Лунге-Цеккендорфу

(а - резиновая груша для продувки воздуха с клапаном; б - склянка Дрекселя с раствором соды и фенол-фталеина)

 

Рис. 11.1б. Шприц Жанне для определения концентрации СО₂

по Д. В. Прохорову

 

 

Методика определения и гигиенической оценки показателей воздухообмена и вентиляции помещений

 

Воздух жилых помещений считается чистым, если концентрация CO₂ не превышает предельно допустимых концентраций – 0,07% (0,7‰) по Петтенкоферу или 0,1% (1,0‰) по Флюге.

На этом основании рассчитывается необходимый объем вентиляции – количество воздуха (в м³), которое должно поступать в помещение в течение 1 ч, чтобы концентрация CO₂ в воздухе не превысила предельно допустимых концентраций для данного вида помещений. Его рассчитывают по формуле:

V=

где: V – объем вентиляции, м³/час;

К – количество СО₂,  выделяемое одним человеком за один час (в покое 21,6 л/ч; во сне – 16 л/ч; при выполнении работы разной тяжести – 30-40 л/ч);

n - количество людей в помещении;

Р – предельно допустимая концентрация СО₂ в промилле (0,7 или 1,0‰);

Р₁ – концентрация СО₂ в атмосферном воздухе в промилле (0,4‰).

При расчете количества СО₂, которое выделяет один человек за один час, выходят из того, что взрослый человек при легкой физической работе производит в течение 1 минуты 18 дыхательных движений с объемом каждого вдоха (выдоха) 0,5 л и, следовательно, в течение часа выдыхает 540 л воздуха (18 х 60 х 0,5 = 540).

Учитывая, что концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе примерно 4% (3,4-4,7%), то общее количество выдыхаемого углекислого газа за пропорцией составит:

х =  = 21,6 л/час

При физических нагрузках пропорционально их тяжести и интенсивности возрастает количество дыхательных движений, а потому возрастает и количество выдыхаемого СО₂ и необходимый объем вентиляции.

Необходимая кратность вентиляции – число, которое показывает, сколько раз в течение часа меняется воздух помещения, чтобы концентрация СО₂ не превышала предельно допустимых уровней.

Необходимую кратность вентиляции находят путем деления рассчитанного необходимого объема вентиляции на кубатуру помещения.

Фактический объем вентиляции находят путем определения площади вентиляционного отверстия и скорости движения воздуха в нем (фрамуга, форточка). При этом учитывают, что через поры стен, щели в окнах и двери в помещение проникает объем воздуха, близкий к кубатуре помещения и его нужно прибавить к объему, который проникает через вентиляционное отверстие.

Фактическую кратность вентиляции рассчитывают делением фактического объема вентиляции на кубатуру помещения.

Сопоставляя необходимые и фактические объемы и кратность вентиляции, оценивают эффективность обмена воздуха в помещении.

Приложение 4

Нормативы кратности обмена воздуха в помещениях разного назначения

 

Помещение	Кратность обмена воздуха, ч
	вытяжка	приток
СНиП 2.08. 02-89 – больничные помещения
Палата взрослых	80 м3 на 1 койку
Предродовая, перевязочная	1,5 раза/ч	2 раза/ч
Родовая, операционная, предоперационная	8 раз/ч
Послеродовая палата	80 м3 на 1 кровать
Палата для детей	80 м3 на 1 кровать
Бокс, полубокс	2,5 раза/ч в коридор	2,5 раза/ч
Кабинет врача	1 раз/ч	1 раз/ч
СНиП 2.08. 01-89 – жилые помещения
Жилая комната		3 м3/ч на 1 м2 площади
Кухня газифицирована		90 м3 /ч
Туалет, ванная комната		25 м3/ч
ДБН В. 2.2-3-97 – дома и сооружения учебных заведений
Класс, кабинет	16 м3 на 1 человека	1 раз/ч
Мастерская	20 м3 на 1 человека	1 раз/ч
Спортзал	80 м3 на 1 человека	1 раз/ч
Учительская		1,5 раз/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимый объем и кратность вентиляции положены также в основу научного обоснования норм жилой площади. Учитывая, что при закрытых окнах и двери, как сказано выше, через поры стен, щели в окнах и двери в помещение проникает объем воздух, близкий к кубатуре помещения (т.е., его кратность равняется ~ 1 раз/час), а высота помещения в среднем равняется 3 м, норма площади на 1 человека составляет:

-    по Петтенкоферу (ПДК СО₂=0,7‰)

S =  = 24 м²/человека.

 

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА  запыленности ВОЗДУХА

1.           Происхождение пыли

 

1.1.Источниками запыленности атмосферного воздуха могут быть:

-       извержения вулканов;

-       космическая пыль (сгорание метеоритов в атмосфере);

-       пылевые бури – грунтовые, песчаные;

-       сельскохозяйственная пыль – при сборе и переработке урожая;

-       промышленная пыль – выбросы промышленных предприятий;

-       дорожная пыль;

-       морская пыль (кристаллики соли).

1.2. Бытовая пыль. Запыленность воздуха жилых, общественных, учебных, спортивных помещений обусловлена:

-        видом и качеством покрытия пола, мебели;

-       степенью заселенности помещений;

-       характером и качеством уборки (сухая, влажная) и воздухообмена;

-       культурным уровнем жителей.

1.3. Производственная пыль. Запыленность воздуха рабочей зоны в цехах промышленных предприятий обусловлена:

-       видом производства;

-       степенью механизации производства;

-       качеством средств пылеподавления и вентиляции.

 

2.           Классификации пыли

 

2.1.По химическому составу:

-  неорганическая (оксид кремния, асбест, соль, минералы руд, металлы, почва и прочие);

-  органическая (растительная, животная, синтетических органических материалов, полимеров, пластмасс, смол, красителей);

-  микробиологическая (микроорганизмы, грибки);

-  смешанная (разные частички неорганической, органической, биологической природы).

2.2.По действию на организм:

-  индифферентная;

-  токсичная;

-  дерматотропная;

-  пневмотропная;

-  аллергенная;

-  канцерогенная и прочие.

2.3.По форме частиц:

-  аморфная;

-  волокнистая;

-  остроконечная и прочие (см. рис. 12.1).

2.4.     По размеру частиц:

-  аэросуспензии – частицы размером более 100 мкм;

-  аэрозоли: крупнодисперсные – размером 100–10 мкм (собственно пыль);

         среднедисперсные – размером 10–0,1 мкм (туча);

         мелкодисперсные – размером меньше 0,1 мкм (дым).

2.5. По механизму образования:

-           аэрозоли дезинтеграции (измельчение и обработка твердых пород, материалов);

-           аэрозоли конденсации (укрупнение до пылевых частичек отдельных атомов или молекул)

 

3. Поведение аэрозолей и аэросуспензий в воздухе (законы Джибса-Стокса)

 

3.1. Аэросуспензии и крупнодисперсные аэрозоли оседают из воздуха с ускорением, поскольку силы гравитации (земного притяжения) действуют на них значительно сильнее, чем сопротивление воздуха.

3.2. Аэрозоли среднедисперсные оседают с постоянной скоростью: силы гравитации при этом уравновешены с силами сопротивления воздуха.

3.3. Аэрозоли мелкодисперсные не оседают, а находятся в состоянии броуновского движения, так как силы сопротивления воздуха для них больше сил гравитации. Со временем мелкодисперсные частички конгломерируют, или абсорбируют на себе влагу, становятся более тяжелыми и оседают.

 

4. Анатомическое строение дыхательных путей и физические законы, на которых основана защита дыхательной системы от пыли

 

Дыхательная система довольно надежно защищена от попадания пыли в альвеолы легких. Эта защита заключается в искривленности дыхательных путей: три носовых хода с изогнутыми костными пластинками и бронхиальное дерево легких с его разветвлениями оказывают содействие завихрению воздуха. Поэтому аэросуспензии и крупнодисперсные аэрозоли, подчиняясь закону инерции движения Ньютона, центробежной силой отбрасываются к стенкам дыхательных путей, а потом благодаря мерцательному эпителию вместе со слизью удаляются наружу.

Среднедисперсные аэрозоли проникают несколько глубже к бронхам, а мелкодисперсные, подчиняясь броуновскому движению из-за малой массы, вместе с воздухом довольно легко проникают к альвеолам и могут вызвать пневмокониозы или другие заболевания. Некоторые ученые считают, что мелкодисперсные частицы могут частично, как и молекулы воздуха, выдохнуться наружу.

 

5. Неблагоприятные проявления и заболевания, связанные с

действием пыли на организм

 

5.1. Запыленность атмосферного воздуха снижает освещенность, интенсивность УФ-радиации, способствует появлению пасмурных погод (частицы пыли – ядра конденсации влаги), туманов, смога.

5.2. Действие пыли на кожу и слизистые оболочки заключается в закупорке выводных протоков сальных и потовых желез, развитию мацерации кожи, слизистых оболочек, возникновению пиодермий, аллергии, а липотропные составляющие пыли могут всасываться, вызывая общетоксическое действие. Загрязняя одежду, пыль снижает ее вентилирующую, паропроводимую функцию, отрицательно влияя на теплообмен и дыхание кожи.

5.3. В результате действия пыли на дыхательную систему возникает ряд патологических состояний:

-    общетоксическое действие: растворимая в воде пыль из легких и слизистых оболочек всасывается, попадает в кровяное русло и, в зависимости от тропности токсического вещества, вызывает ту или другую патологию (отравление свинцом, цинком, стронцием и т.п.):

-    аллергенные заболевания: удушье, хронический бронхит, ринит, фарингит, трахеит, бронхиальная астма (растительная, шерстяная пыль, сажа и прочие);

-    инфекционные заболевания с ингаляционным механизмом передачи (туберкулез, легочная чума и прочие);

-    пневмокониозы – фиброзные заболевания легких, вызванные продолжительным действием некоторых видов неорганической пыли (силикозы, возникновение которых связано с действием оксида кремния, сидерозы – железной пыли, асбестозы, антракозы и др.);

-    рак легких – в результате действия хромовой пыли; радионуклидов; 3,4-бенз-а-пирена; 5,6-дибензантрацена и других канцерогенов.

 

6. Гигиеническое нормирование запыленности воздуха

 

Предельно допустимые концентрации аэрозолей преимущественно

 фиброгенного действия

 

 

 

 

 

Рис.  Морфология пылевых частиц.

A, B – древесная пыль; C – пыль щетины; D – пыль шамота; G – конопляная пыль;

Н – хвойная пыль; J – каменноугольная пыль; К – стеклянная пыль; L – бронзовая пыль; M – пыль при очистке литья.

 

 

Методы измерения запыленности воздух делятся: по способу отбора проб на седиментационные и аспирационные, а по определению результатов исследования на весовые и счетные.

 

Седиментационные методы (методы осаждения)

 

2.1. Седиментационно-весовой метод используется в наше время для определения количества пыли, которая оседает на единицу поверхности из атмосферного воздуха вокруг промышленных предприятий, на территорию городов и других населенных пунктов.

Отбор проб осуществляется:

-методом кюветов, когда на открытой площадке на 3-4 недели выставляется широкая посуда (седиментатор) с дистиллированной водой;

-методом липких экранов (для сбора радиоактивных аэрозолей), когда дно седиментатора смазывается глицерином;

-методом снеговых проб: отмечается дата первого снегопада, а потом, через 1,5 – 2 месяца вырезается блок снега определенной площади (примером 0,5 м²) до чистого пласта первого снегопада.

Вода, снег, глицерин очень хорошо фиксируют осаждающуюся пыль. После экспозиции воду из кювет или снеговую воду испаряют до сухого остатка, глицерин с фиксированной пылью собирают количественно беззольными тампонами. Сухой остаток взвешивают (а для определения радиоактивности озоливают) и пересчитывают в г/м², а потом в т/км². Этим методом установлено, что на территорию промышленных регионов выпадает до нескольких сотен тонн пыли на км² за год.

2.2. Седиментацийно-счетный метод – осаждение пыли на предметное стекло, смазанное глицерином, вазелином или 2 % раствором канадского бальзама в ксилоле из столбика воздуха 10 см с целью определения под микроскопом формы и степени дисперсности пылинок и расчета “пылевой формулы” (процентное соотношение количества пылинок в единице объема воздуха в зависимости от их размера). С этой целью используют также аспирационные методы (приложение 3).

 

 

 

Аспирационные методы определения запыленности воздуха

 

3.1. Аспирационно-весовой метод заключается в протягивании определенного объема воздуха с помощью электроаспиратора Мигунова или пылесоса с реометром (прибор, который показывает скорость аспирации) через аэрозольный фильтр АФА-В-18 из нетканого синтетического фильтровального полотна Петрянова (ФПП), закрепленного в специальном воронкообразном аллонже (рис. 12.2).

Фильтр (без бумажного фиксирующего кольца) взвешивают на аналитических или торсионных весах до и после аспирации воздуха.

 

 

 

Рис. 12.2. Кассеты и аллонжи для отбора проб воздуха на фильтры.

1 – фильтр из ткани ФПП; 2 – пластмассовый аллонж с фильтром; 3 – металлический аллонж; 4 – корпус кассеты; 5 – гайка кассеты; 6 – кольцо прокладки.

 

Продолжительность отбора проб воздуха зависит от степени запыленности воздушной среды, скорости аспирации воздуха при отборе проб и необходимой минимальной навески на фильтре. Время отбора пробы определяют за формулой:

 

Т= а ´ 1000 / С ´ W,

 

где: Т – время аспирации воздуха, мин.;

а – минимальная необходимая навеска пыли на фильтре, мг;

C – ПДК исследуемой пыли, мг/м³;

W – скорость аспирации воздуха, л/мин.

При небольшой собственной массе фильтра (до 100 мг) максимальная довеска должна быть не больше 25–50 мг.

Расчет концентрации пыли (мг/м³) проводят за формулой:

С = (q ₂ –  q ₁) ´ 1000 / V_0,

где: С – концентрация пыли мг/м³;

q ₁ – масса фильтра до аспирации воздуха;

q ₂ – масса фильтра после аспирации воздуха;

V₀ – объем воздуха, приведенный к нормальным условиям за формулой Гей-Люссака.

 

3.2. Аспирационно-счетный метод используется в двух вариантах.

В первом варианте фильтры АФА, которые были использованы для определения массового содержания пыли в воздухе, накладывают фильтрующей поверхностью на предметное стекло и держат несколько минут над парами ацетона до расплавления тканей фильтра. В результате расплавления фильтра образуется прозрачная пленка, в которой под микроскопом хорошо видны фиксированные пылевые частички.

Препараты, полученные как седиментационным, так и аспирационным способом, исследуют под микроскопом с помощью окулярного микрометра, который представляет собой линейку, нанесенную на круглое стекло с диаметром, который равняется внутреннему диаметру окуляра микроскопа.

Для определения размеров пылевых частичек следует установить цену деления микрометрической линейки. Для этого в окуляр микроскопа помещают окулярный микрометр с делениями от 0 до 50. Объективный микрометр с ценой деления 10 мкм фиксируют на предметном столике микроскопа. Затем совмещают деления окулярного микрометра с каким-либо делением объективного микрометра. По количеству делений окулярного микрометра, которые попали в определенное количество делений объективного микрометра, определяют цену деления окулярной шкалы (рис. 12.3).

Например, 12 делений шкалы окулярного микрометра совпадают с одним делением шкалы объективного микрометра, которая равняется 10 мкм. Отсюда, одно деление окулярного микрометра равняется  = 0,83 мкм.

Сохраняя ту же самую оптическую систему, определяют размеры пылевых частиц, поместив предметное стекло с пылью вместо объектива-микрометра. Например, наибольший размер пылевой частички отвечает трем делениям шкалы окулярного микрометра, отсюда размер этой пылинки составляет 0,83 ´ 3 = 2,49 мкм.

В разных участках поля зрения микроскопа определяют размеры не менее 100 – 300 пылевых частиц, группируют их количество по размерам (заносят в табл) и рассчитывают пылевую формулу – процентное соотношение пылевых частиц по размерам к их общему количеству. Пылевая формула позволяет оценить степень опасности пыли для легочной системы: чем больший процент мелкодисперсной пыли, тем она опасней с точки зрения развития пневмокониозов или общетоксического воздействия.

 

 

Расчет пылевой формулы

 

 

 

Рис. 12.3. Измерение цены деления окулярной микрометрической линейки.

1 – окулярная микрометрическая линейка; 2 – объектив-микрометр

 

 

Определение концентрации пыли пылемером ВКП-1

 

Прибор ВКП-1 предназначен для определения пыли в воздухе закрытых отапливаемых помещений промышленных предприятий в диапазоне от 0,1 до 500 мг/м³. Принцип действия прибора основан на электризации аэрозольных частичек в поле отрицательного переменного коронного разряда и в последующем определении их суммарного заряда, индуктивно приведенного на стенках цилиндра измерительной камеры воздуховсасывающей части прибора. Определенный при этом суммарный заряд пропорционален концентрации аэрозоля в объеме воздуха, который прошел через зарядную камеру.

 

Подготовка прибора к работе. Поставьте переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” в положение “ВКЛ”, переключатель “ДИАПАЗОНЫ” в положение “1”. Включите прибор в электросеть. При этом прибор заземляется автоматически с помощью трехполюсной вилки. Переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” поставьте в положение “КАЛИБР”. Ручкой “калибровка” устанавливают стрелку микроамперметра на 50÷ делений шкалы.

Порядок работы. Переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” поставьте в положение “ИЗМЕРЕНИЕ”, через 10 сек. снимите показание микроамперметра, учитывая поддиапазон измерения. По градуировочной характеристике определите концентрацию пыли в помещении. При необходимости перейдите на другой диапазон  и повторите определение.

По окончании работы поставьте переключатель “РЕЖИМ РАБОТЫ” в положении “ВЫКЛ”, а переключатель “ДИАПАЗОНЫ” в положение “4”, выключите прибор из электросети.

Результаты измерения оценивают согласно таблице.

Таблица для оценки результатов измерения прибором ВКП-1

 

Определение скорости движения воздуха

     Перемещение воздуха в атмосфере характеризуется направлением движения и скоростью. Направление определяется стороной света, откуда дует ветер, а скорость – расстоянием, проходимым массой воздуха в единицу времени (м/сек). Преобладающее направление ветра в конкретной местности необходимо учитывать при планировке и строительстве  населенных мест, размещении на их территории жилых зданий, аптечных организаций, детских садов, школ, больниц и других учреждений, которые должны располагаться с наветренной стороны по отношению к источникам загрязнения атмосферного воздуха и других объектов  окружающей среды (промышленные предприятия, ТЭЦ и др.).

     Господствующее для данного места направление ветра определяется по розе ветров. Роза ветров представляет собой графическое изображение частоты (повторяемости) ветров по румбам (направлениям), наблюдающихся в данной местности в течение года. Для обозначения румбов используются начальные буквы наименований сторон света. Для построения розы ветров от центра графика на основных  (N, S, O, W) и промежуточных (N-O, N-W, S-O, S-W) румбах откладывают отрезки в определенном масштабе, соответствующие числу дней в году с данным направлением ветра. Затем концы отрезков по румбам соединяют прямыми линиями. Штиль (отсутствие ветра) обозначают окружностью из центра графика с радиусом, соответствующим числу дней штиля.

Рис. 7. Роза ветров

На рис. 7 роза ветров указывает на господствующее северо-восточное направление ветров в исследуемой местности в течение года, поэтому жилые дома, аптеки, больницы и детские учреждения следует размещать с наветренной стороны (в северо-восточном направлении), а промышленные предприятия и другие источники загрязнения – с подветренной стороны (в юго-западном направлении). Промышленные предприятия и другие источники негативного влияния на среду обитания и здоровье человека необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами (СЗЗ). Ширина санитарно-защитной зоны устанавливается в соответствии с санитарной классификацией промышленных предприятий, сооружений и иных объектов в зависимости от степени вредности производства, его мощности, характера и количества выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов (Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03). По этим признакам промышленные предприятия разделены на 5 классов, для каждого установлен размер СЗЗ: для предприятий 1-го класса – 1000 м с не менее 40% озеленения, для 2-го класса – 500 м и  для 3-го класса – 300 м с не менее 50% озеленения, для 4-го класса – 100 м и для 5-го класса – 50 м с не менее 60% озеленения.

     Измерение сравнительно больших скоростей движения воздуха производится анемометрами различных конструкций. Выбор типа анемометра определяется величиной измеряемой скорости движения воздуха. Чашечный анемометр МС-13 измеряет скорости от 1 до 30 м/сек. Его чаще всего используют в метеорологической практике. Крыльчатый анемометр АСО-3 используется в производственных помещениях для измерения скоростей движения воздуха  в диапазоне 0,3-5,0 м/сек  (рис. 8).

 

Рис. 8. Анемометры (слева – чашечный, справа – крыльчатый)

 

     Принцип работы приборов основан на передаче вращения лопастей, укрепленных на оси, счетному механизму, фиксирующему число оборотов. Для определения скорости воздушной среды разность между показаниями анемометра после его нахождения в струе воздуха в течение 3 мин и первоначальными показаниями прибора делят на число секунд измерения. Число оборотов в секунду соответствует скорости движения воздуха в м/сек.

     Для измерения малых скоростей воздуха в помещении используются стеклянные шаровые или цилиндрические кататермометры, которые позволяют измерить скорость в диапазоне 0,05-2,0 м/сек (рис. 9).

 

Рис. 9. Кататермометр шаровой

     Шкала шарового кататермометра состоит из 7° (от 33 до 40°), шкала цилиндрического – из 3° (от 35 до 38°). Определение основано на оценке интенсивности охлаждения нагретого прибора за счет охлаждающей способности воздуха. Охлаждающую способность воздуха «Н» определяют по фактору кататермометра (F) и времени охлаждения его резервуара (t) в секундах с 38° до 35°С или с 40° до 33°С шкалы прибора. Величина F указана в верхней части кататермометра, она соответствует количеству тепла в милликалориях, теряемого с 1 см² поверхности прибора при его охлаждении с 40° до 33°С  или от 38° до 35°С. Прибор нагревают в стакане с горячей водой с температурой 66-75°С для того, чтобы спирт поднялся немного выше верхней отметки шкалы прибора, вытирают прибор насухо и, подвесив его в центре помещения, отмечают время, требующееся для охлаждения спирта с  40° до 33°С или с 38° до 35°С. Охлаждающую способность воздуха «Н» находят по формуле:

H = [(F/3) · (40 - 33)] / t, мкал /см².

     Для учета охлаждающего действия окружающего воздуха, необходимо вычислить фактор Q, равный разности между средней температурой кататермометра (36,5°С) и температурой воздуха в помещении. Рассчитав H/Q, скорость движения воздуха в точке измерения находят по таблице.

Скорость движения воздуха меньше 1 м/сек

при различных диапазонах температуры воздуха в помещении

    

     Скорость движения воздуха может быть рассчитана и по эмпирической формуле:     V = [(H/Q – 0,20)/0,40]²  м/сек. Летом благоприятны скорости движения атмосферного воздуха в пределах 1-4 м/сек, а в помещении – 0,2-0,4 м/сек.

     Для измерения и контроля параметров воздушной среды в настоящее время используются специальные приборы метеометры типа МЭС-200, предназначенные для измерения атмосферного давления, относительной влажности воздуха, температуре воздуха и скорости воздушного потока внутри помещения. В качестве датчиков для измерения параметров в приборе используются терморезисторы и  сенсор влажности с блоком усилителя.

6. Исследование реакций организма на микроклимат

·              Теплоощущение человека зависит от комплексного действия микроклиматических факторов, а также от интенсивности выполняемой работы, степени утомления, характера питания, одежды, эмоционального состояния, тренированности человека к холоду и других факторов. Оценку теплового самочувствия человек дает как «холодно», «прохладно», «нормально» (или «комфортно»), «тепло», «жарко». Более показательны объективные методы исследования теплового состояния организма.

·               Определение температуры кожи производится электротермометром в симметричных точках (3-4 см от средней линии) на лбу, на груди, по середине плеча, на тыльной стороне кисти (между основаниями большого и указательного пальцев). Температура кожи лба и груди при нормальном теплоощущении человека = 31°-34°, температура рук – не ниже 27°.

·                Исследование потоотделения производится в условиях жаркого микроклимата или интенсивной физической работе и является одним из показателей напряжения процессов терморегуляции. Йодокрахмальный метод Минора основан на цветной реакции крахмала с йодом при смачивании кожи потом. К участку кожи лба, припудренному крахмалом, прикладывают листочек фильтровальной бумаги, обработанный высохшей смесью 10% настойки йода, этилового спирта и касторового масла. При выделении пота бумажка окрашивается в темно-синий  цвет. При комфортном микроклимате на ней могут быть лишь отдельные мелкие точки; крупные пятна свидетельствуют об усиленном потоотделении.

     Санитарно-гигиеническое заключение основывается на сопоставлении результатов измерения микроклиматических параметров с их гигиеническими нормативами, а также с субъективными и объективными показателями терморегуляции присутствующих в помещении людей. Микроклимат может быть оценен как оптимальный (комфортный); допустимо прохладный или теплый; недопустимо холодный или жаркий.

 

Образец протокола для выполнения лабораторного задания

«Определение и гигиеническая оценка микроклимата помещения»

1.            Определение атмосферного давления.

    Показания барометра-анероида …..

2.            Определение температурного режима учебной комнаты.

     

          Расчет средней температуры воздуха в помещении

          Т°_ср  = (Т₁+Т₂+Т₃+Т₄) / 4 ...

3.            Определение влажности воздуха:

·              Определение абсолютной влажности с помощью аспирационного психрометра Ассмана:

          Показания сухого термометра …..

          Показания влажного термометра …..

          Расчет абсолютной влажности по формуле:  

·              Расчет относительной влажности по формуле:     

4.            Определение скорости движения воздуха в помещении с помощью шарового кататермометра:

           Время охлаждения прибора (t) …..

           Фактор прибора (F) …..

           Охлаждающая способность воздуха H = [(F/3) · (40 – 33)] / t …..

           Q (36,5° – Т°_ср) = ..., H / Q = …, V = …..

     Заключение (образец): микроклимат данного помещения обеспечивает комфортные условия (или недопустимо жаркий и вызывает значительное напряжение терморегуляции; несколько выше зоны комфорта – допустимо теплый и вызывает некоторое напряжение терморегуляции; ниже зоны комфорта – недопустимо холодный и вызывает ощущение холода и пр.). Для оздоровления микроклимата рекомендуется:…

Гигиеническая оценка качества воздуха помещений

     Одной из основных сред обитания человека является атмосфера. Чистый атмосферный воздух у поверхности Земли представляет собой физическую смесь различных газов: 78,1% азота, 20, 93% кислорода, 0,03-0,04% диоксида углерода и до 1% других инертных газов (аргон, неон, гелий, криптон, ксенон, радон, актинон, торон). Основными причинами изменения газового состав атмосферы является поступление в воздух так называемых малых примесей, содержание которых в атмосфере во много раз меньше основных газов (азота и кислорода). В условиях современного крупного города загрязнения сосредоточены в основном в приземном слое высотой до 1-2 км, а в средних городах – в слое толщиной в сотни метров. Источники загрязнения атмосферы могут быть природные или естественные (пыльные бури, извержение вулканов, лесные пожары, выветривание) и антропогенные или искусственные (промышленные предприятия, транспорт, теплоэлектростанции, сельское хозяйство), поступление загрязнений от которых часто имеет непрекращающийся и нарастающий характер. Загрязнения в атмосферном воздухе присутствуют в различных агрегатных состояниях: в виде твердых взвешенных частиц (аэрозолей), в виде пара, капель жидкости и газов. Наиболее часто атмосферный воздух загрязняется окисью и двуокисью углерода, окислами азота, окислами серы и другими соединениями серы (сероводород, сероуглерод), углеводородами, альдегидами, озоном, золой, сажей. В воздухе обнаруживаются высоко токсичные вещества, активно взаимодействующие с компонентами атмосферы и биосферы: свинец, мышьяк, ртуть, кадмий, фенол, формальдегид. В последние десятилетия значительное место в загрязнении атмосферного воздуха стали занимать предприятия биотехнологии, воздушные выбросы которых содержат органическую пыль, состоящую из жизнеспособных микроорганизмов, конечных и промежуточных продуктов микробиологического синтеза (в т.ч. антибиотики, аминокислоты, белки). Кроме того, в воздухе присутствует почвенная и бытовая пыль, количество которой определяется характером почв, степенью благоустройства территории города и погодой. Устойчивость пыли в воздухе и эффективность способов ее улавливания и удаления определяются такими физическими свойствами пыли как ее дисперсность, сыпучесть, гигроскопичность, электрозаряженность и др.

     Образование в воздухе заряженных частиц происходит в результате естественного процесса расщепления газовых молекул и атомов под действием космических лучей, радионуклидов почвы, воды, воздуха, а также коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца. Легкие положительные или отрицательные аэроионы образуются при присоединении молекул газа к заряженным частицам. Оседая на механических частицах (пылинках) и микробах, содержащихся в воздухе, легкие аэроионы становятся средними, тяжелыми и сверхтяжелыми. Ионизационный режим воздушной среды определяется соотношением числа тяжелых аэроионов к числу легких (N/n) и коэффициентом униполярности (n⁺/n^¬) – отношением количества положительных аэроионов к числу отрицательных. Чем больше этот коэффициент, тем более загрязнен воздух. Диапазон  допустимого уровня коэффициента униполярности находится в пределах 0,4-1,0. Имеющие заряд пылевые частицы дольше удерживаются в воздухе и в 2 раза интенсивнее задерживаются в дыхательных путях, чем нейтральные. Концентрация аэроионов обеих полярностей определяется как количество аэроионов в 1 см³ воздуха (е/см³) и в не загрязненном воздухе должна быть не менее 400-600 е/см³. Фитонциды, выделяемые некоторыми растениями (герань, гречиха, белая акация, красный дуб, ива), способствуют повышению концентрации в воздухе легких аэроионов.

     Нарастающее загрязнение атмосферы (динамическая антропогенная денатурация природы) приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде: токсические фотохимические туманы; озоновые дыры; т.е. уменьшение количества озона над ограниченными территориями Земли; так называемый парниковый эффект, т.е. глобальное потепление климата в связи с увеличением в атмосфере концентрации  тепличных газов (углекислого газа, метана, окислов азота, озона, фреонов), которые препятствуют тепловому излучению от приземных слоев атмосферы; кислотные дожди.

     Гигиеническая оценка степени загрязнения воздуха дается на основании сопоставления результатов анализов воздуха с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) химических веществ в атмосферном воздухе. Различают максимальную разовую ПДК (ПДКмр) и среднесуточную ПДК (ПДКсс) химических веществ, в том числе аэрозолей  для атмосферного воздуха и воздуха непроизводственных помещений [Гигиенические нормативы «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» ГН 2.1.6.1338-03] (табл.). Максимальная разовая ПДК используется для оценки атмосферных загрязнений в период кратковременных подъемов концентраций, среднесуточная ПДК применяется в качестве гигиенического норматива при длительном поступлении атмосферных загрязнений в организм.

    

Предельно допустимые концентрации химических веществ

в атмосферном воздухе (извлечения из ГН 2.1.6.695-98)

 

     В действующем нормативном документе дано 3 норматива по пыли в зависимости от уровня содержания в ней диоксида кремния. ПДКсс неорганических пылей в атмосферном воздухе  с содержанием в них SiO₂  более 70% - 0,05 мг/м³, от 70 до 20% - 0,1 мг/м³, менее 20% - 0,15 мг/м³. ПДК пыли в атмосферном воздухе поселений дифференцированы с учетом вредности и опасности пыли для здоровья человека в зависимости от содержания в ней специфического компонента.

     В аптечных учреждениях и на предприятиях химико-фармацевтической промышленности воздух производственных помещений и атмосферный воздух может загрязняться парами и аэрозолями лекарственных средств, промежуточными и побочными продуктами синтеза, а также вспомогательными веществами (наполнители, подсластители, разрыхлители, эмульгаторы и др.), применяемыми в процессе производства и переработке лекарственных препаратов, при взвешивании, транспортировке, загрузке и выгрузке оборудования, расфасовке и  дозировании лекарственных веществ.

     Лекарственные средства и отходы химико-фармацевтических предприятий являются специфическим фактором загрязнения производственной и окружающей среды, обладающим рядом особенностей, таких как высокая стабильность, увеличивающая уровень их опасности, большие различия в объеме производства и количестве выбросов в атмосферу (от нескольких кг до десятков тонн в год), преимущественное агрегатное состояние в виде мелкодисперсных аэрозолей в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населенных мест. Лекарственные средства часто представляют собой комплекс из нескольких инградиентов, что требует особых методических подходов при оценке их опасности.

     Изменения химического состава и физических свойств атмосферного воздуха приводят к нарушению здоровья людей и различным негативным последствиям в объектах окружающей среды. В зависимости от характеристики выброса в атмосферный воздух и биологического действия его компонентов атмосферные загрязнения могут оказывать острое и хроническое резорбтивное воздействие на здоровье человека, а также рефлекторное и раздражающее действие. Острое воздействие загрязнения атмосферного воздуха проявляется только в особых ситуациях (например, при авариях на промышленных предприятиях или в случае токсических туманов)  и является провоцирующим фактором обострения хронических сердечно-сосудистых, легочных, аллергических (бронхиальная астма) заболеваний и повышения общей заболеваемости и смертности от хронических болезней. Хроническое резорбтивное воздействие загрязнений атмосферы городов на здоровье населения является наиболее частым и неблагоприятным. Оно может быть специфическим, когда компонент загрязнения является этиологическим фактором нарушения здоровья (например, при загрязнении воздуха соединениями бериллия у населения отмечаются случаи специфического бериллиоза – специфический легочный грануломатоз, при котором нарушается диффузная способность легких и вторично развивается гипоксия). Некоторые примеси в атмосферном воздухе  могут оказывать канцерогенное и сенсибилизирующее  действие. Хроническое неспецифическое воздействие загрязнений атмосферного воздуха вызывает ослабление иммунозащитных свойств организма и нарушения физического развития детей, повышает уровень заболеваемости инфекционными и неинфекционными болезнями, способствует обострению различных хронических заболеваний: хронических бронхитов, эмфиземы легких, дерматитов, конъюнктивитов, острых респираторных заболеваний.

     Рефлекторное и раздражающее воздействие загрязнений атмосферного воздуха проявляется различными рефлекторными реакциями (кашель, тошнота, головная боль). Кроме того, атмосферные загрязнения ухудшают общесанитарные условия жизни населения, ухудшают микроклимат и световой климат, способствуют гибели растений и животных, разрушают бетонные и металлические конструкции, наносят большой экономический ущерб.

     Необходимо учитывать, что в воздухе может находиться одновременно несколько различных химических веществ, оказывающих совместное воздействие на организм. Если совместному действию химических факторов подвергается одна и та же система организма, то имеет место взаимозависимое действие, которое может проявляться как синергизм (усиление воздействия в случае однонаправленного действия) или как антагонизм (снижение эффекта при разнонаправленном действии). При независимом одновременном действии химических веществ проявляется аддитивный эффект (суммация эффекта). Наконец, при совместном действии факторов разной природы может проявиться новый эффект (коалитивный), не присущий ни одному из факторов при их раздельном воздействии.

     Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха при одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ в случае непревышения уровня ПДК сумма отношений концентраций каждого вещества к его ПДК не должна превышать единицу:

С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ + …+  С_n/ПДК_n ≤  1,

   где С₁, С₂, С_n – фактические концентрации веществ в атмосферном   воздухе;

  ПДК₁, ПДК₂, ПДК_n – ПДК тех же веществ в атмосферном воздухе.

      В условиях одинаковой степени превышения уровня ПДК с учетом того, что степень выраженности биологических эффектов при воздействии веществ разных классов опасности различна, для оценки реальной степени опасности многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха необходимо использование коэффициентов кратности превышения ПДК веществ 3-го класса: 1,7, 1,3, 1,0, 0,9 соответственно для веществ 1, 2, 3, 4-го классов опасности.  Отсюда расчет комплексного показателя загрязнения атмосферы (К) вычисляется по формуле:

К = ∑(С₁/ПДК₁) · 1,7+∑ (С₂/ПДК₂) · 1,3+∑(С₃/ПДК₃) · 1+ ∑(С₄/ПДК₄) · 0,9,

 где С₁,  С₂, С₃, С₄  – измеренные концентрации веществ, относящихся

                                 к 1, 2, 3, 4-му классам опасности соответственно;

       ПДК₁, ПДК₂, ПДК_3, ПДК₄ – ПДК тех же веществ в атмосферном воздухе.

      Показатель «К» используется в методических документах санитарно-эпидемиологической службы, а в документах Федеральной службы гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды (Росгидромет) в качестве критерия уровня загрязнения атмосферного воздуха поселений применяется аналогичный показатель – комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА). КИЗА используется при текущем наблюдении (мониторировании) и анализе динамики состава атмосферного воздуха во времени. Уровень загрязнения воздуха считается низким при КИЗА ниже 5, повышенным от 5 до 6, высоким от 7 до 13 и чрезвычайно высоким при КИЗА, равным или выше 14. В ежегодных отчетах Росгидромета отмечаются города с самым высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха (КИЗА > 14). Обычно это города, в которых размещены крупные предприятия цветной и черной металлургии, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности, крупные энергетические мощности.

     Человек  без воздуха может существовать не более 5 мин. Суточная потребность человека в воздухе составляет 12 м³ (около 15 кг).  Но дышать человек вынужден только тем атмосферным воздухом, который есть в месте его пребывания, и при этом происходит постоянное, круглосуточное поступление загрязняющих воздух веществ в организм, прервать этот процесс человек не волен. Поэтому защита атмосферного воздуха поселений от неблагоприятного техногенного воздействия, предупреждение возможного его загрязнения в целях охраны, как здоровья населения, так и окружающей среды в широком смысле этого слова является острой социально обусловленной проблемой.

     Охрана атмосферного воздуха – это система мероприятий, направленная на уменьшение техногенного воздействия на атмосферный воздух, обеспечивающая сохранение здоровья и благоприятную среду обитания, а также учитывающая экономические аспекты. Система мероприятий по  охране атмосферного воздуха от загрязнений подразделяется на технологические, направленные на максимальное сокращение вредных выбросов в атмосферу, санитарно-технические, применяющиеся для снижения вредности выбросов или их очистке, планировочные, осуществляющие пространственное удаление источника выбросов от среды обитания человека, и административные мероприятия, способствующие своевременной реализации всех перечисленных выше мероприятий. К технологическим мероприятиям относятся замена источников энергии менее вредными, сырья – менее токсичными, предварительная обработка топлива или сырья с целью снижения вредности выброса, совершенствование технологического процесс для уменьшения объема выброса или его вредности (использование мокрых технологических процессов взамен сухим), герметизация технологического оборудования, аппаратуры. Санитарно-технические мероприятия включают физические методы улавливания пыли (аэрозоля), дыма, капелек тумана или брызг с помощью специальных сооружений: циклонов, мультициклонов, мокрых скрубберов, тканевых фильтров, электрофильтров и химические методы очистки атмосферного воздуха за счет адсорбции жидкостью или твердыми веществами или применения каталитических нейтрализаторов. Планировочными мероприятиями являются функциональное зонирование территории населенных пунктов с учетом розы ветров, их благоустройство (озеленение, обводнение, асфальтирование улиц), рациональная планировка жилых районов, организация безсветофорных транспортных развязок путем строительства подземных туннелей, надземных эстакад, строительство обводных или кольцевых дорог для исключения транзитных потоков автотранспорта через территорию городской застройки, организация санитарно-защитных зон. 

     Система контроля и наблюдения за атмосферным воздухом осуществляется в нашей стране Росгидрометом на основе требований ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных мест» и РД 52.04 186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы». Основные требования к охране атмосферного воздуха, т.е. обеспечение непревышения нормативов качества атмосферного воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами и правилами изложены в Федеральных законах: «Об охране атмосферного воздуха» и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». Органом исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха является Федеральная служба в сфере экологии и природопользования (Росприроднадзор), которая производит учет объектов, оказывающих вредное воздействие на атмосферный воздух, организует и проводит государственную экологическую экспертизу проектов промышленных объектов при наличии санитарно-эпидемиологического заключения по проекту. Обеспечение санитарно-эпидемиологического надзора за охраной атмосферного воздуха населенных мест является основной задачей Госсанэпиднадзора, входящего в систему Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, и который строит свою работу на основе СанПиН 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест». Основным положением СанПиН является запрещение размещения, проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию объектов, в выбросах которых присутствуют вещества, не имеющие утвержденных гигиенических нормативов (ПДК или ОБУВ). Важными этапами санитарно-эпидемиологического надзора являются: участие в выборе места под строительство объекта, участие в разработке проекта объекта и его экспертиза и проекта организации и благоустройства санитарно-защитной зоны, надзор за соблюдением гигиенических требований к охране атмосферного воздуха на стадии строительства объекта и ввода его в эксплуатацию. В СанПиН включены вопросы, связанные с организацией производственного контроля загрязнения атмосферного воздуха, результаты которого должны представляться в санитарно-эпидемиологическую службу в установленные сроки.

Отбор проб воздуха для анализов

     Способы взятия проб воздуха разнообразны, что определяется спецификой химического анализа определяемого вещества. Они разделяются на две группы: динамические и одномоментные.

     Анализ атмосферного воздуха и воздуха помещений может производиться в пробах, которые отбираются однократно для обнаружения максимальных концентраций, например, в момент наибольшего выброса загрязнений, с подветренной стороны от источника загрязнения, а также в среднесуточных пробах, когда воздух отбирают непрерывно в течение суток или не менее 4 раз в сутки через равные интервалы с усреднением полученных данных. Продолжительность отбора (не более 15-20 мин) зависит от чувствительности метода и от содержания примесей вредных веществ в воздухе. Отбор проб воздуха для анализа принято производить в зоне дыхания взрослого человека, т.е. на высоте 1,5 м от пола. Если для анализа требуется сравнительно небольшой объем воздуха, пробы отбирают в газовые пипетки, откалиброванные бутыли, резиновые камеры или пластмассовые  мешки. При отборе больших количеств воздуха его пропускают с помощью аспирационного устройства (водяного или электрического аспиратора) через специальные поглотители или фильтры, задерживающие исследуемый газ или аэрозоль. Скорость втягивания воздуха в электроаспираторе определяется по шкале реометров, отградуированной в литрах в 1 мин (л/мин): два реометра (от 0 до 3 л/мин) служат для отбора проб воздуха с целью определения в нем содержания газов, еще два реометра (от 0 до 20 л/мин) - для отбора проб воздуха с целью определения в нем содержания пыли. В зависимости от метода химического анализа в качестве поглотительных сред  для паров и газов используются твердые сорбенты (активированный уголь, силикагель, графит, каолин), полимерные сорбенты (порапак, полисорб, хромосорб, тенакс), поглотительные растворы, для определения в воздухе высокодисперсных аэрозолей (дымов, туманов, пыли) применяются различные фильтры (АФА).

     Пробы воздуха отбираются в различных температурных условиях, поэтому для получения сопоставимых результатов исследований его объем необходимо привести к нормальным условиям, т. е. к температуре 0°С и барометрическому давлению 760 мм рт. ст. Расчет проводится по формуле:  

V₀ = [V₁ · 273 · B] / [(273+t°) 760],

   где     V₀ - объем воздуха при t°  = 0°С  и   В = 760 мм рт. ст.;

             V₁ - объем воздуха, взятый для анализа;

              B - атмосферное давление, мм рт. ст.;

              t° - температура воздуха в момент отбора проб воздуха, °С;

     273 - коэффициент расширения газов.

 

Гигиеническая характеристика воздуха

жилых и общественных зданий

     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 бытовой деятельности (антропотоксины: угарный газ, аммиак, ацетон, углеводороды, сероводород, альдегиды, органические кислоты, диэтиламин, метилацетат, крезол, фенол и др.), накапливающиеся в воздухе невентилируемых помещениях с большим числом людей. Многие вещества являются высокоопасными, относящимися к 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 содержится 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, калориферах и фильтрах приточных систем вентиляции или кондиционеров, в результате поглощения легких аэроионов в процессе дыхания людей, адсорбции их кожей и одеждой, а также за счет превращения легких аэроионов в тяжелые вследствие оседания их на частицах витающей в воздухе пыли. Ионизация воздуха имеет гигиеническое значение, поскольку изменение ионизационного режима, т.е. соотношения легких и тяжелых аэроионов может служить чувствительным индикатором санитарного состояния воздуха закрытых помещений (табл.).

Нормативные величины ионизации воздушной среды помещений

в общественных зданиях

 

 

     Высокая степень ионизации за счет увеличения количества легких отрицательных аэроионов благоприятно воздействует на самочувствие людей, повышает их работоспособность. Преобладание числа тяжелых положительных аэроионов над легкими отрицательными ионами, что характерно для душных, запыленных помещений, вызывает сонливость, головную боль, снижение умственной работоспособности. 

     В воздух поступают значительное количество микробов, среди которых могут быть и патогенные. Чем больше в воздухе помещений пыли, тем обильнее в нем микробное загрязнение. Пыль в воздухе помещений разнообразна по химическому составу и происхождению. Сорбционная способность частиц пыли  способствует увеличению поступления в дыхательные пути химических веществ, мигрирующих в воздух из строительных и отделочных материалов. 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 синдрома больного здания связывается с комбинированными и сочетанными действиями химических, физических (температура, влажность) и биологических (бактерии, неизвестные вирусы и др.) факторов. Причинами синдрома больного здания 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. Химическое и биологическое загрязнение воздуха способствует развитию синдрома хронической усталости (синдрома иммунной дисфункции), т.е. ощущению выраженной усталости, отмечающееся на протяжении не менее 6 месяцев и сочетающееся с нарушением кратковременной памяти, дезориентацией, нарушением речи и затруднением при выполнении счетных операций,. Синдром множественной химической чувствительности, характеризующийся нарушением процессов адаптации организма к действию различных факторов на фоне наследственной или приобретенной чувствительности к химическим веществам, чаще всего развивается у людей, имевшим в прошлом острые отравления химическими веществами (органическим растворителями, пестицидами и раздражающими веществами).

     Изменение физико-химических свойств воздуха неблагоприятно сказывается на самочувствии человека и его работоспособности. Присутствие в воздухе жилых и общественных помещений огромного количества биологически активных химических веществ в самых разных концентрациях и постоянно меняющихся комбинациях, ухудшающих свойства воздуха, делает невозможным определение каждого из них отдельно и заставляет использовать интегральный показатель загрязнения воздуха.  Качество воздушной среды  принято оценивать косвенно по интегральному санитарному показателю чистоты воздуха - содержанию углекислого газа (показателю Петтенкофера), а в качестве предельно допустимого норматива (ПДК) использовать его концентрацию в помещениях -  1,0‰ 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‰) сопровождается суммарным изменением химического состава и физическим свойствам воздуха в помещении, которое неблагоприятно влияет на состоянии 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.

 

 

1.            Определение и оценка запыленности воздушной среды

     Методы определения запыленности воздуха делятся на две группы:

- Методы, основанные на выделении дисперсной фазы (пылинок) из дисперсионной среды (воздуха): седиментационный (весовой и счетный), аспирационный (весовой и счетный).

- Методы без выделения дисперсной фазы: оптические, фотометрические, электрометрические.

     Определение запыленности воздушной среды производится чаще всего аспирационным весовым (гравиметрическим) методом. Метод основан на улавливании пыли из просасываемого через фильтр воздуха при скорости аспирации 10-20 л/мин.

     Ход работы. Негигроскопичный аэрозольной фильтр (АФА), изготовленный из специальной ткани ФПП-15, взвесить вместе с бумажным кольцом на аналитических весах с точностью до 0,0001 г и укрепить в металлическом или пластмассовом аллонже (патроне) с помощью завинчивающегося кольца. Воздух в течение 5-10 минут пропустить через фильтр с помощью аспиратора, оснащенного реометром, позволяющим регулировать скорость аспирации. В условиях учебного исследования достаточно отбирать пробу в течение 2-5 мин со скоростью 10-20 л /мин. Осторожно вынутый из патрона фильтр повторно взвесить на аналитических весах. Из веса фильтра после отбора пробы вычитается его первоначальный вес. Объем протянутого воздуха вычисляется при умножении скорости аспирации (в л/мин) на время отбора пробы в минутах.

     Расчет количества пыли производится по формуле:

Х = [(А₂ - А₁) · 1000] / V,

где Х - запыленность воздуха, мг /м³;

     А₂ - вес фильтра с пылью после отбора пробы, мг;

     А₁ - вес фильтра до отбора пробы, мг;

     V - объем протянутого воздуха, л.

 

2. Методы определения содержания некоторых химических веществ

 в воздухе помещений

     Для анализа отобранных проб воздуха в санитарных лабораториях промышленных предприятий применяют разнообразные методы: оптические, электрохимические, хроматографические. Для быстрого определения степени загрязнения воздушной среды вредными веществами применяют экспресс-методы. Экспресс исследования проводятся путем колориметрии растворов по стандартным шкалам или с применением реактивной бумаги, с применением индикаторных трубок. В основе этих методов почти всегда лежат цветные реакции.

·              Экспресс-метод определения концентрации диоксида серы (сернистого ангидрида).

     Сернистый ангидрид (SO₂) – бесцветный газ, обладающий острым, раздражающим запахом. Это наиболее распространенный загрязнитель атмосферного воздуха. Основным источником загрязнения SO₂ являются предприятия теплоэнергетики (ТЭЦ, ГРЭС, котельные) и выбросы автотранспорта. В результате реакции SO₂ с парами воды, присутствующими  в атмосферном воздухе, образуется серная кислота, которая при определенных условиях в виде аэрозоля выпадает в составе «кислотных дождей». SO₂ увеличивает общую распространенность респираторных заболеваний неинфекционной и инфекционной природы, вызывает развитие хронических ринитов, фарингитов, хронических бронхитов, часто с астматическими компонентами, воспаление слухового прохода и евстахиевой трубы.

     Принцип метода - восстановление йода сернистым ангидридом до НI. Ход работы. В поглотитель Полежаева налить 1 мл поглотительного раствора, состоящего из смеси 0,0001 н. раствора йода с крахмалом. Через поглотитель с помощью электроаспиратора протянуть воздух из бутыли со скоростью 10 мл /мин (при такой скорости можно легко сосчитать проходящие через поглотительный раствор пузырьки воздуха) до исчезновения окраски поглотительного раствора.  Объем прошедшего через поглотитель воздуха определить, умножив 10 мл /мин на время аспирации в минутах. Концентрацию SO₂ в воздухе определить по таблице.

Зависимость концентраций сернистого газа от объема воздуха,  обесцвечивающего поглотительный раствор

 

 

·              Определение концентрации аммиака в воздухе

     Аммиак (NH₃) – бесцветный газ с острым запахом. В воздушную среду поступает с выбросами промышленных предприятий, от животноводческих комплексов, антропотоксин жилых и общественных помещений. Аммиак обладает раздражающем действием на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз, вызывая  приступы кашля, слезотечение и боль в глазах, головокружение и рвоту. 

     Ход работы. В поглотительный сосуд с пористой пластинкой внести 5 мл 0,01 н. раствора Н₂SО₄ и подсоединить к бутыли с анализируемым воздухом. Затем отобрать пробу с помощью электроаспиратора в течение 5 мин со скоростью 1 л/мин. Раствор из поглотительного сосуда в количестве 5 мл внести в пробирку и добавить 0,5 мл реактива Несслера, взболтать и через 5-10 мин фотометрировать в кюветах с толщиной слоя 10-20 мм при синем светофильтре, сравнивая с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам. При взаимодействии аммиака с  реактивом Несслера образуется соединение, окрашенное в желто-бурый цвет. Интенсивность окраски пропорциональна количеству ионов аммония. Содержание аммиака в анализируемом объеме определить по предварительно построенному градуировочному графику. Для построения градуировочного графика приготовить шкалу стандартов согласно таблице.

 

Шкала стандартов для определения аммиака

 

     Все пробирки шкалы обработать аналогично пробам, измерить оптическую плотность и построить график. Шкалой стандартов можно пользоваться и для визуального определения, ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами.

     Содержание аммиака в исследуемом воздухе (в мг/м³) рассчитывается по формуле: 

С = а / V,

       где  а - количество аммиака в анализируемом объеме пробы, мкг;              

              V - объем воздуха, отобранного для анализа, л.

·              Экспресс-метод определения концентрации диоксида серы

( углекислого газа) в воздухе закрытых помещений

     Углекислый газ (СО₂) – бесцветный газ без запаха, в 1,5 раза тяжелее воздуха. Углекислый газ выделяется в воздух в результате естественных процессов дыхания людей и животных, процессов окисления органических веществ при горении, брожении, гниении. Кроме того, значительные количества диоксида углерода образуется в результате работы промышленных предприятий и автотранспорта, сжигающих огромные количества топлива. Наряду с процессами образования в природе идут процессы ассимиляции диоксида углерода – активное поглощение растениями в процессе фотосинтеза и вымывание СО₂ осадками. Увеличение содержания диоксида углерода до 3% вызывает одышку, головную боль, снижение работоспособности. Смерть может наступить при содержании СО₂ 8-10%. Содержание СО₂ – санитарный показатель, по которому оценивают степень чистоты воздуха помещения. Экспресс-метод определения концентрации СО₂ в воздухе основан на реакции углекислоты с раствором соды.

     Ход работы. В стеклянный шприц с градуировкой до 100 мл набрать 20 мл 0,005 % раствора соды с фенолфталеином, имеющего розовую окраску, а затем набрать в тот же шприц 80 мл воздуха (до отметки 100 мл) и встряхивать в течение 1 мин.

 

Зависимость содержания СО₂ в воздухе от объема воздуха,

обесцвечивающего 20 мл 0,005 % раствора соды

     Если не произошло обесцвечивания раствора, воздух из шприца осторожно выдавить, оставив в нем раствор и вновь набрать такую же порцию воздуха и встряхивать ее еще 1 мин.  Если после встряхивания раствор не обесцветился, эту операцию следует повторить еще несколько раз до полного обесцвечивания раствора, добавляя воздух небольшими порциями, по 10-20 мл, каждый раз встряхивая шприц в течение 1 мин. Подсчитав общий объем воздуха, прошедшего через шприц и обесцветившего раствор соды, определить концентрацию СО₂ в воздухе помещения по таблице.

     Воздух может загрязняться «аэропланктоном», т.е. бактериями, вирусами, спорами плесневых грибов, дрожжевыми грибами, цистами простейших, спорами мхов и др. Основным источником загрязнения воздуха служит почва. Попадающие в атмосферный воздух микроорганизмы сравнительно быстро погибают вследствие высыхания, действия ультрафиолетовых лучей Солнца и отсутствия питательного материала. Однако в приземном слое атмосферы и в воздухе плохо вентилируемых закрытых помещений всегда обнаруживаются сапрофитные и иногда и патогенные микроорганизмы.

     При производстве лекарственных препаратов на основе биологического синтеза работающие могут подвергаться воздействию аэрозоля живых клеток микробов-продуцентов, продуктов метаболизма микроорганизмов и  пылевидных конечных продуктов, часто содержащих более 50% белка (например, на заводах, изготавливающих белково-витаминные концентраты). На этапах собственно получения и выделения антибиотиков, а также на заключительных этапах (сушка, фасовка, упаковка) работающие могут подвергаться воздействию пыли антибиотиков. Контроль за содержанием в воздухе вредных веществ биологической природы (антибиотики, ферменты, витамины и др.) проводят аналогичным способом как принято для химических веществ в соответствии с требованиями Методических указаний «Микробиологический мониторинг производственной среды» (МУ 4.2.734-99) и Приложением 10 Руководства 2.2.755-99 «Методика контроля содержания микроорганизмов в воздухе рабочей зоны».

     В помещениях аптек бактериальное загрязнение воздуха, происходящее  за счет выделений посетителей и работников аптек, имеет большое значение, так как является причиной возможного инфицирования персонала возбудителями различных инфекционных заболеваний, а также опасности попадания микроорганизмов в лекарственные средства. Попавшая в лекарственные препараты микрофлора приводит к изменению их физико-химических свойств, снижению терапевтической активности, уменьшению сроков хранения, может явиться причиной развития заболеваний и осложнений у больного. Наиболее интенсивное бактериальное загрязнение воздуха отмечается в торговом зале, моечной и вспомогательных помещениях.

     Биологическими компонентами пыли помещений являются микрофлора (бактерии, вирусы, и грибы) верхних дыхательных путей, кожи, микроскопические клещи, споры плесневых грибов. Санитарно-показательными микроорганизмами в воздухе закрытых помещений являются стафилококки, зеленящие стрептококки, а показателями прямой эпидемической опасности – гемолитические стрептококки. Несмотря на сравнительно короткий срок пребывания в воздухе, микробы создают эпидемическую опасность. Источниками микробного загрязнения воздуха в стационарах всех типов являются медицинский персонал и больные, страдающие стертыми (бессимптомными) формами инфекционных болезней, а также носители полирезистентных к антибиотикам штаммов патогенных и условно патогенных микроорганизмов.

     Нормативов содержания микроорганизмов в воздухе жилых помещений нет. Нормативы бактериальной чистоты производственных помещений (больниц, аптек) разработаны в зависимости от их функционального назначения с учетом интенсивности бактериальной обсемененности и риска возникновения внутрибольничных инфекций. В соответствии с нормативными документами (СанПиН 2.1.3.1375-03) бактериальную чистоту воздуха оценивают дифференцированно по общему количеству микроорганизмов в 1 м³ воздуха, а в помещениях классов А, Б, и В необходимо контролировать наличие колоний Staphylococcus aureus, которые не должны определяться в 1 м³ воздуха, и плесневых и дрожжевых грибов, которые не должны определяться в 1 дм³ воздуха.

     Одним из эффективных методов обеззараживания воздуха является использование бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей с длиной волны 254-257 нм. В целях санации аптечных и лечебных помещений в настоящее время применяются бактерицидные увиолевые лампы БУВ-15, БУВ-30, представляющие собой газоразрядные ртутные лампы низкого давления. Лампы сделаны в виде трубки разной длины из увиолевого стекла и наполнены газовой смесью, состоящей из паров ртути и аргона. В конце трубок впаяны вольфрамовые электроды. При пропускании тока через трубку возникает газовый разряд, в результате которого происходит свечение. Увиолевое стекло лампы пропускает УФ-лучи, убивающие микробы, обеспечивая при этом высокий обеззараживающий эффект.

     В аптеках применяются потолочные бактерицидные облучатели (ПБО) и настенные бактерицидные облучатели (НБО). ПБО имеют две экранированные лампы БУВ-15 и две открытые лампы БУВ-30. При использовании ПБО, особенно при включении неэкранированных бактерицидных ламп, обеззараживающий эффект наступает за счет действия прямого потока лучей. НБО имеет две бактерицидные лампы: одна экранированная лампа облучает верхнюю зону и другая неэкранированная облучает нижнюю зону. Надежный бактерицидный эффект достигается при работе бактерицидных облучателей в течение двух часов при мощности ламп 3 Вт на 1 м³. 

     При длительной работе бактерицидных ламп в воздухе помещений могут накапливаться озон и окись азота в количестве, превышающих ПДК этих веществ, поэтому использование ультрафиолетового облучения требует соблюдения правил техники безопасности. В присутствии работающих рекомендуется применять экранированные бактерицидные лампы мощностью 1 Вт на 1 м³, а в отсутствии людей используются бактерицидные лампы открытого типа (НЭ) мощностью 3 ВТ на 1 м³. ПБО и НБО являются стационарными бактерицидными установками. В настоящее время в лечебно-профилактических учреждениях и аптеках применяются передвижные бактерицидные облучатели, что дает возможность более эффективно производить обеззараживание воздуха. 

Определение  микробного загрязнения воздуха

     Определение количества бактерий осуществляется седиментационным или аспирационным методами.

     Седиментационный метод основан на естественном осаждении бактерий из воздуха на чашку Петри с питательной средой и последующим выдерживанием в термостате в течение двух суток при температуре 37°С и подсчетом колоний, выросших за это время на всей площади чашки.

     Принцип аспирационного метода - аспирация определенного объема воздуха с высеванием содержащихся в нем бактерий на поверхность питательной среды с применением щелевого прибора Кротова (рис. 10) или с помощью импактора воздуха микробиологического «Флора-100».

     Прибор Кротова  представляет собой цилиндр со съемной крышкой, в котором находится электромотор с центробежным вентилятором. Принцип работы прибора основан на инерционном осаждении частиц аэрозоля на поверхность питательной среды. Исследуемый воздух всасывается со скоростью 20-25 л/мин через клиновидную щель в крышке прибора, ударяется о поверхность плотной питательной среды и микробы задерживаются на ее влажной поверхности. Для равномерного посева микробов чашка Петри с питательной средой помещается на подставку, вращающуюся со скоростью 1 оборот в 1 секунду. Скорость аспирации воздуха регулируется по микроманометру (реометру) прибора. Общий объем пробы при значительном загрязнении воздуха должен составлять 40-50 л, при незначительном - более 100 л. Продолжительность аспирации 2-5 мин. После инкубирования отобранных проб при температуре 37°С в течение 1-2 суток в зависимости от выделяемых микроорганизмов производится подсчет выросших колоний. Учитывая объем взятой пробы воздуха, вычисляется количество микробов в 1 м³ воздуха.

 

 

Рис.10. Прибор Кротова для бактериологического исследования воздуха

 

     Импактор «Флора-100», современная модель прибора для улавливания бактерий из воздуха, работает в автоматическом режиме и превосходит прибор Кротова по техническим характеристикам.

     Определение количества микроорганизмов в воздухе служит одним из гигиенических критериев его чистоты. О степени бактериального загрязнения воздуха судят по общему количеству бактерий, содержащихся в 1 м³ воздуха. Кроме того, оценку воздуха можно дать по содержанию санитарно-показательных микроорганизмов (разных видов стрептококков и стафилококков) – обычных обитателей слизистых оболочек дыхательных путей человека. Содержание микроорганизмов в воздухе различно в разные сезоны года. В холодный период года воздух имеет меньшее микробное загрязнение, а летом воздух больше загрязняется микробами, поступающими в воздух в большом количестве вместе с частичками почвенной пыли. В качестве ориентировочных показателей оценки бактериального загрязнения воздуха в жилых помещениях используются, предложенные А.И. Шафиром, следующие величины.

Оценка чистоты воздуха по бактериологическим показателям

воздуха аптечных помещений в разные периоды года