Текст книги "Гигиена физической культуры и спорта. Учебник"

2.4. Атмосферное давление

Окружающий земной шар воздух имеет давление, называемое атмосферным, или барометрическим. Атмосферное давление у поверхности земли постоянно изменяется в зависимости от географических и атмосферных условий, времени года и суток. Но эти колебания не оказывают заметного влияния на здоровых людей. У людей же, страдающих некоторыми недугами (ревматизм, нарушения нервной и сердечно-сосудистой систем и др.), при изменении атмосферного давления могут появиться болевые ощущения, ухудшение настроения, сна и обострение заболеваний. Для спортивной практики изучение изменений атмосферного давления также представляет определенный интерес.

Изучение динамики атмосферного давления может быть использовано для предсказания погоды и внесения соответствующих коррективов при планировании тренировочного процесса, организации соревнований, проведении туристских походов и др. Повышение атмосферного давления в средней полосе нашей страны – обычно предвестник сухой, ясной погоды, а понижение – пасмурной и дождливой. Однако для точного прогноза погоды необходимо, наряду с атмосферным давлением, учитывать также и другие метеорологические факторы.

В последнее время в спортивной практике особое внимание уделяется изучению влияния на организм спортсменов условий, связанных с пониженным атмосферным давлением. Это вызвано главным образом тем, что крупнейшие соревнования (чемпионаты Европы, мира и Олимпийские игры) все чаще стали проводиться в местах с пониженным атмосферным давлением.

По мере увеличения высоты над уровнем моря происходит постепенное падение атмосферного давления. Оно снижается примерно на 30–35 мм рт. ст. на каждые 100–500 м подъема. При падении атмосферного давления происходит снижение парциального давления газов, составляющих воздух, в том числе и кислорода, количество которого уменьшается также и в альвеолярном воздухе.

2.5. Химический состав воздуха

Химический состав воздуха имеет важное гигиеническое значение, так как он играет решающую роль в осуществлении дыхательной функции организма. Атмосферный воздух представляет собой смесь кислорода, двуокиси углерода, азота и инертных газов в определенной пропорции.

Кислород (О₂) – наиболее важная для человека составная часть воздуха. В состоянии покоя человек обычно поглощает в среднем 0,3 л кислорода в 1 мин. При физической деятельности потребление кислорода резко возрастает и может достигнуть 4,5–5 и более л в мин. Колебания содержания кислорода в атмосферном воздухе незначительны и не превышают, как правило, 0,5 %.

В жилых, общественных и спортивных помещениях значительных изменений в содержании кислорода не наблюдается, так как в них проникает наружный воздух. При самых неблагоприятных условиях в помещениях отмечалось уменьшение содержания кислорода на 1 %. Такие колебания концентрации кислорода не оказывают заметного влияния на организм. Обычно физиологические сдвиги наблюдаются при снижении объема кислорода до 16–17 %. При уменьшении содержания кислорода до 11–13 % появляется ярко выраженная кислородная недостаточность, вызывающая резкое ухудшение самочувствия и падение работоспособности. Снижение содержания кислорода до 7–8 % может привести к смертельному исходу.

В спортивной практике в целях повышения работоспособности спортсмена и интенсивности восстановительных процессов используется вдыхание кислорода.

Углекислый газ, или двуокись углерода (СО₂), – бесцветный газ без запаха, образующийся при дыхании людей и животных, гниении и разложении органических веществ, сгорании топлива и др. В атмосферном воздухе вне населенных пунктов содержание СО₂ составляет в среднем 0,04 %, а в промышленных центрах его концентрация повышается до 0,05–0,06 %. В жилых и общественных зданиях при нахождении в них большого количества людей содержание СО₂ может увеличиться до 0,6–0,8 %. При наихудших гигиенических условиях в помещениях (большое скопление людей, плохая вентиляция и др.) содержание СО₂ обычно не превышает 1 % из-за проникновения наружного воздуха. Указанные концентрации СО₂ не вызывают отрицательных явлений в организме.

При продолжительном вдыхании воздуха с содержанием 1–1,5 % СО₂ отмечается ухудшение самочувствия, а при концентрации 2–2,5 % обнаруживаются определенные патологические сдвиги. Значительные нарушения функций организма и снижение работоспособности происходят, когда концентрация СО₂ составляет 3–4 %. При более высоком содержании углекислого газа в воздухе (10–12 %) наблюдаются случаи потери сознания и смерти. Значительное повышение концентрации СО₂ может возникать в аварийных ситуациях в замкнутых пространствах (шахтах, рудниках, подводных лодках, бомбоубежищах и др.) или же в тех местах, где происходит интенсивное разложение органических веществ.

Определение содержания СО₂ в жилых, общественных и спортивных сооружениях может служить косвенным показателем загрязнения воздуха продуктами жизнедеятельности людей. Как уже отмечалось, сам по себе углекислый газ в тех концентрациях, в которых он бывает в помещениях (до 1 %), не причиняет вреда организму. Однако параллельно с увеличением содержания СО₂ в воздухе помещений наблюдается ухудшение физических и химических свойств воздуха (повышаются температура и влажность, уменьшается количество легких аэроинов, появляются дурнопахнущие газы), поэтому по концентрации СО₂ можно судить о санитарном состоянии воздуха в помещении. Воздух в помещениях считается недоброкачественным, если содержание СО₂ в нем превышает 0,1 %. Эта величина принимается как расчетная при проектировании и устройстве вентиляции в жилых помещениях.

2.6. Виды загрязнения воздуха. Охрана атмосферного воздуха

Антропогенные загрязнения окружающей среды через атмосферный воздух оказывают на организм человека отрицательное воздействие и вызывают спектр патологических сдвигов самого различного происхождения. Активный процесс урбанизации, развитие промышленности и транспорта также приводит к значительному загрязнению атмосферного воздуха городов, что, в свою очередь, вызывает рост заболеваемости, снижение адаптационных возможностей организма, особенно у детей.

Воздушная среда может загрязняться вредными газообразными примесями, пылью и микроорганизмами. Среди газообразных примесей, загрязняющих воздух, определенное гигиеническое значение имеют окись углерода, закись азота, сероводород и различные микроорганизмы и взвешенные частицы.

Окись углерода (СО) – газ без цвета и запаха. Он образуется при неполном сгорании топлива и поступает в атмосферный воздух главным образом с промышленными выбросами и выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Наиболее значительное загрязнение воздуха окисью углерода наблюдается в городах на узких улицах с интенсивным движением автотранспорта, где содержание СО иногда доходит до 50–200 мг/м³. В помещение окись углерода может попадать при неправильном использовании печного отопления (преждевременное закрывание дымовых труб), а также при утечке газа или при его неполном сгорании. Следует подчеркнуть, что при курении в организм также поступает окись углерода, содержание которой в табачном дыме составляет 0,5–1 %. В спортивной практике опасность отравления СО чаще всего возникает при регулировке двигателей гоночных автомобилей и мотоциклов, когда выхлопные газы скапливаются в помещении.

Окись углерода – кровяной и общетоксичный яд. Вместе с вдыхаемым воздухом он попадает в легкие и через них поступает в кровь, вступая в реакцию с гемоглобином (блокирует его), образуя карбоксигемоглобин. Вследствие этого гемоглобин теряет способность переносить кислород к тканям организма. Наряду с этим часть СО из крови проникает в ткани, вызывая нарушения тканевого дыхания. При длительном воздействии даже небольших доз окиси углерода (20–40 мг/м³) может возникнуть хроническое отравление, выражающееся в ухудшении самочувствия и нарушении функций центральной нервной системы.

Острое отравление организма происходит, когда содержание в воздухе СО составляет 200–500 мг/м³. При этом возникают головная боль, головокружение, общая слабость, тошнота, рвота. В случае появления этих симптомов пострадавшего необходимо немедленно вывести на свежий воздух, сделать искусственное дыхание и обеспечить врачебную помощь. Предельно допустимая среднесуточная концентрация окиси углерода составляет 1 мг/м³, а разовая – 6 мг/м³.

Закись азота (NO). При контакте оксидов азота с влажной поверхностью легких образуются азотная и азотистая кислоты, что может привести к развитию отека легких. Одновременно в крови образуются нитраты и нитриты, которые непосредственно действуют на кровеносные сосуды, расширяют их и вызывают снижение артериального давления.

Сероводород (H₂S) раздражающе действует на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, глаз, а также угнетает функцию тканевых дыхательных ферментов. При хроническом воздействии сероводорода возникают риниты, бронхиты, конъюнктивиты, головные боли, расстройство пищеварения, анемии, снижение остроты слуха.

Микроорганизмы почти всегда находятся в атмосферном воздухе в небольших количествах; они заносятся главным образом с почвенной пылью. Попадающие в атмосферный воздух возбудители инфекционных заболеваний, как правило, быстро погибают. Особую опасность в эпидемическом отношении представляет воздух в жилых и спортивных помещениях. При значительном скоплении людей, нерациональной вентиляции и системе уборки в воздухе может находиться большое количество микробов. Например, в гимнастических залах, а также в легкоатлетических манежах наблюдалось содержание микробов до 26 000 в 1 м³ воздуха. Значительное бактериальное обсеменение воздуха способствует распространению так называемых аэрогенных инфекций (грипп, корь, скарлатина, туберкулез и др.).

Для санации воздуха помещений в настоящее время широко используют искусственные источники ультрафиолетовой радиации – бактерицидные лампы, излучающие коротковолновые ультрафиолетовые лучи, губительно действующие на микробов. Бактерицидные лампы монтируются на потолке в специальной арматуре. При отсутствии людей в помещении применяется прямое облучение воздуха: ультрафиолетовые лучи направляются вниз. Если в помещении находятся люди, используется непрямой способ облучения: ультрафиолетовые лучи направляются в потолок. Перемещающийся в верхней зоне над бактерицидными лампами воздух подвергается необходимой санации. В зависимости от назначения помещений используется тот или иной способ облучения. Установлено, что при непрямом способе облучения во время тренировочных занятий бактериальная обсемененность воздуха снижается в среднем на 50 %. Данный способ является весьма перспективным для санации воздуха в спортивных сооружениях.

Взвешенные частицы (пыль, дым) обычно всегда содержатся в воздухе в тех или иных количествах. Они представляют собой взвешенные в воздушной среде плотные частицы минерального или органического происхождения.

Значительное содержание пыли в воздухе оказывает неблагоприятное воздействие на организм. Попадая в легкие, пыль частично задерживается там и может вызвать различные заболевания. Вместе с нею в организм проникают болезнетворные микробы. Они могут длительное время сохраняться на пылевых частицах и переноситься на значительные расстояния. Пыль затрудняет потоотделение и препятствует испарению пота, оказывает также отрицательное воздействие на кожные покровы, что может привести к некоторым кожным заболеваниям. В производственных условиях в организм могут попадать различные виды пыли (свинцовая, хромовая), вызывающие отравления.

Большая запыленность атмосферы снижает интенсивность ультрафиолетовой радиации, изменяет степень и характер ионизации воздуха, способствует возникновению туманов, отрицательно действует на растительность.

Степень запыленности воздуха необходимо учитывать при выборе места расположения спортивных сооружений, занятиях физическими упражнениями и спортом, а также проведении производственной гимнастики. В атмосферном воздухе городов в среднесуточных пробах количество пыли не должно быть более 0,15 мг/м³.

Особое внимание следует уделять запыленности спортивных сооружений, которые должны иметь зону зеленых насаждений, препятствующих попаданию пыли на площадки и в залы. Так, открытые спортивные площадки в жаркое время года необходимо регулярно поливать, а в крытых спортивных сооружениях следует принимать меры против занесения в них пыли на обуви и верхней одежде. Для этого рекомендуется через некоторое время после окончания занятий, когда пыль уже успеет осесть, проводить влажную уборку.

Атмосферный воздух может загрязняться различными вредными газами и парами: сернистым газом, хлором, окислами азота, сероуглеродом, фтором и др. Наибольшая концентрация этих веществ, как правило, отмечается вблизи имеющихся в городах промышленных предприятий. В тех местах, где воздух загрязняется вредными газами, нельзя строить спортивные сооружения и проводить занятия физическими упражнениями и спортом. Также недопустимо проводить производственную гимнастику в цехах и на территориях предприятий, в воздухе которых имеются вредные примеси.

Санитарная охрана атмосферного воздуха является важной гигиенической проблемой, которой придается государственное значение. В нашей стране меры по санитарной охране атмосферного воздуха включают в себя планирование, санитарно-технические и технологические мероприятия; разработку предельно допустимых концентраций веществ, загрязняющих воздух.

Одним из важных мероприятий по охране атмосферного воздуха является систематическое проведение предупредительного и текущего санитарного надзора и лабораторного контроля за чистотой воздуха.

Вопросы для самоконтроля

1. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека.

2. По каким факторам оценивается воздух?

3. Влияние на человека повышенного содержания углекислого газа в помещении.

4. Состав атмосферного воздуха.

5. Загрязнители атмосферного воздуха.

6. Мероприятия по профилактике загрязнения атмосферного воздуха.

Глава 3. Гигиена водной среды

Вода – один из основных факторов внешней среды. Она имеет большое значение для удовлетворения физиологических, санитарно-гигиенических и хозяйственных потребностей человека. Вода входит в состав тканей и органов человека, участвует во всех физико-химических процессах в организме, в осуществлении многообразных физиологических функций, удалении из организма конечных продуктов обмена, регуляции отдачи тепла телом путем испарения. Вода необходима для различных санитарно-гигиенических и хозяйственных нужд.

Вода широко используется также в практике физического воспитания (закаливание, лечебная физкультура, личная гигиена, различные виды плавания; водное поло, прыжки в воду и пр.).

3.1. Гигиенические требования к питьевой воде

Наряду с положительным влиянием, вода в некоторых случаях может оказывать и отрицательное воздействие на организм. Это бывает не только при употреблении недоброкачественной воды для питья и приготовления пищи, но и во время купания и занятий водными видами спорта в такой воде. Загрязненная вода может стать причиной ряда инфекционных заболеваний: брюшного тифа, паратифов, дизентерии и др. С водой передаются яйца гельминтов, а также возбудители протозойных заболеваний. Патогенные микробы могут попадать в воду с различными нечистотами и отходами, поэтому безопасность воды в эпидемическом отношении является одним из важнейших гигиенических требований.

Согласно установленным гигиеническим нормам, питьевая вода должна отвечать следующим требованиям:

1) быть безопасной в эпидемическом отношении, то есть не содержать патогенных бактерий, яиц и личинок гельминтов, а также возбудителей протозойных заболеваний;

2) иметь безвредный химический состав, то есть не содержать избытка солей, способных оказать вредное воздействие на здоровье, быть свободной от ядовитых и радиоактивных загрязнений;

3) иметь благоприятные органолептические свойства, то есть быть прозрачной, бесцветной, с определенной температурой, не иметь запаха и привкуса, обладать освежающим действием.

Безопасность воды в эпидемическом отношении определяется по косвенным бактериологическим показателям: степени общего бактериального загрязнения, содержанию группы кишечной палочки. Степень общего бактериального загрязнения воды показывает, насколько благоприятны или неблагоприятны условия для существования микробов, в том числе и болезнетворных; при этом определяется общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды. По существующим нормам в 1 мл питьевой воды не должно содержаться более 100 микробов. Содержание бактерий группы кишечной палочки является косвенным показателем загрязнения воды.

Непосредственно определение патогенных микробов в воде – сложное и длительное дело. Основным источником бактериального загрязнения воды служат фекалии человека, в которых могут содержаться болезнетворные микробы. Показателем фекального загрязнения воды служит кишечная палочка, которая обитает в кишечнике человека и животных. Большое ее количество в воде косвенно указывает на загрязнение возбудителями кишечных инфекций. Показателями содержания кишечной палочки в воде являются коли-индекс или коли-титр.

Коли-индекс – это количество кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды. Коли-титр – наименьший объем воды, в котором удается обнаружить кишечную палочку. Для перевода коли-индекса в коли-титр необходимо 1000 разделить на число, выражающее коли-индекс, а для перевода коли-титра в коли-индекс 1000 следует разделить на показатели коли-титра. Определение коли-индекса производится методом мембранных фильтров. Для водопроводной воды коли-индекс должен быть не более 3, а коли-титр должен быть на уровне 300 мл. В воде искусственных бассейнов коли-титр должен быть на уровне 100 мл.

Органолептические свойства воды характеризуются:

1) интенсивностью допустимого изменения органолептических показателей воды (запах, привкус, цветность, мутность);

2) содержанием химических веществ, вредность которых определяется их способностью в наименьших концентрациях ухудшать органолептические свойства воды.

Вода не должна иметь такого запаха и привкуса, которые делают ее неприятной для питья, купания, плавания, а также свидетельствуют о попадании в воду посторонних веществ. При температуре +20 °C уровень содержания в воде запаха и привкуса не должен быть более 2 баллов. Вода должна быть бесцветной. Цветность воды не должна превышать 20°.

Мутность воды зависит от содержания в ней взвешенных частиц. Вода, имеющая значительную мутность, всегда подозрительна в эпидемическом отношении, ухудшает условия занятия спортивным и подводным плаванием. Мутность воды определяется специальным прибором – мутномером, в котором замутнение воды сравнивается с эталонными растворами. Мутность воды, определяемая по специальной шкале, не должна превышать 1,5 мг/л.

Химические вещества, влияющие на органолептические свойства воды, встречающиеся в природных водах или добавляемые в процессе ее обработки, нормируются в ГОСТ 2874–73. К факторам, влияющим на органолептические свойства воды, относятся: сухой остаток, хлориды, сульфаты, железо, марганец, медь, цинк, остаточный алюминий, гексаметофосфат, триполифосфат, общая жесткость воды. Резкие изменения химического состава воды, которые нельзя объяснить естественными причинами, не только ухудшают ее органолептические свойства, но и свидетельствуют о загрязнении воды посторонними веществами. Особую ценность имеют результаты динамических анализов, помогающие определить изменения химического состава воды.

Большие концентрации в воде хлоридов и сульфатов придают ей соленый и горько-соленый привкус и отрицательно действуют на пищеварение. Резкое увеличение количества этих солей в воде может указывать на загрязнение ее отбросами животного происхождения. Концентрация в воде хлоридов не должна быть более 350 мг/л, а сульфатов – 500 мг/л.

Жесткость воды зависит от находящихся в ней солей кальция и магния. По данным некоторых исследований, длительное употребление жесткой воды может способствовать развитию почечнокаменной болезни. В санитарном и техническом отношении повышенная жесткость воды – нежелательный фактор, препятствующий образованию мыльной пены и затрудняющий многие технологические процессы. Вода с большой жесткостью не рекомендуется для заливки конькобежных дорожек.

Различают три вида жесткости воды: общую, постоянную, устранимую. Общая жесткость воды – это жесткость сырой воды, вызванная соединениями кальция и магния. Постоянная жесткость – это жесткость воды после одночасового кипения. Она зависит от различных солей, не дающих осадка при кипячении. Устранимая жесткость – это жесткость воды, устранимая при кипячении, то есть часть общей и постоянной жесткости.

Жесткость воды измеряют в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв) на 1 л. 1 мг-экв/л жесткости соответствует содержанию 28 мг/л СаО или 20,16 мг/л МgО. Жесткость воды выражается также в градусах: 1 мг-экв/л жесткости равен 2,8°. Вода, имеющая до 3,5 мг-экв/л (10°) жесткости, считается мягкой; от 3,5 до 7 мг-экв/л (10–20°) – жесткой; свыше 14 мг-экв/л (40°) – очень жесткой. В питьевой воде общая жесткость, как правило, не должна превышать 7 мг-экв/л.

В гигиеническом отношении представляет интерес наличие в воде азотистых соединений – аммиака и солей азотной кислоты. Если эти вещества присутствуют, значит, вода загрязнена органическими веществами животного происхождения. Одновременное обнаружение в воде аммиака и солей азотистой и азотной кислот свидетельствует о давнем загрязнении водоисточника и о том, что оно продолжается.

Гигиеническая оценка воды осуществляется на основании следующих данных: санитарного обследования водоисточника, исследований физических и бактериологических свойств воды. Наряду с этим применяются гельминтологические, гидробиологические, радиометрические и другие методы исследования воды.