Охлаждение организма. Влияние влажности на теплообмен
Обновлено: 24.04.2024
Погодно-климатические условия интенсивно влияют на самочувствие людей, способны улучшать или ухудшать состояние нашего здоровья. Немаловажным параметром с этой точки зрения является влажность воздуха.
Повышенная влажность (более 85%) затрудняет теплообмен между организмом человека и внешней средой из-за уменьшения испарения пота с поверхности кожи. Чем больше влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела, который как минимум влечёт за собой вялость и тошноту, а как максимум, потерю сознания, сердечные приступы, кислородное голодание мозга. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при температуре окружающей среды выше 30°С, так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова; возникает так называемое «проливное» течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу. Повышенная влажность опасна и в сочетании с низкой температурой, так как возникает риск сильного переохлаждения. Вместе с тем, умеренно влажный воздух может быть весьма полезен для здоровья, он благоприятно влияет на слизистые оболочки дыхательных путей, способствует очищению от мокроты, защищает от болезнетворных бактерий.
Недостаточная влажность воздуха (менее 20%) также оказывает негативное влияние на здоровье человека из-за интенсивного испарения влаги с поверхности слизистых оболочек дыхательных путей, что может привести к их пересыханию и растрескиванию, а затем и загрязнению болезнетворными микроорганизмами. При таком уровне влажности даже здоровые люди испытывают ощущение сухости в носоглотке, «резь» в глазах, может начаться носовое кровотечение. Особенно опасен слишком сухой воздух для больных бронхиальной астмой, у них наблюдается общее ухудшение самочувствия, возможны приступы. С другой стороны, умеренно сухой воздух позволяет легче переносить низкие и высокие температуры. Так, например, при малой относительной влажности летняя жара переносится легче, чем та же температура, но в районах с высокой влажностью. То же самое и с отрицательными температурами. Сильные морозы при низкой влажности приносят гораздо меньший дискомфорт, чем небольшой «минус» в условиях влажного воздуха.
Большую часть своей жизни мы проводим в различных помещениях и от того, насколько комфортен микроклимат в нашей квартире, офисе, учебной аудитории, зависит наше самочувствие и работоспособность. В Российской Федерации основные гигиенические требования к параметрам микроклимата в жилых и общественных помещениях установлены в следующих документах:
- СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях»;
- ГОСТ 30494-2011 «Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
Согласно требованиям этих документов в жилых комнатах (в т.ч. общежитий), помещениях общественных и административных зданий оптимальная относительная влажность воздуха должна находиться в интервале 45-30% в холодный период года и в интервале 60-30% в тёплый период года. Такие уровни влажности обеспечивают нормальную жизнедеятельность организма, способствуют увлажнению кожных покровов и слизистых оболочек, в некоторой степени поддерживают постоянство влажности внутренней среды организма. Допустимая относительная влажность - 60 % в холодный период года и 65% в тёплый период года. Следует отметить, что такие уровни влажности благоприятны не только для человека, но и для отделочных материалов, мебели, текстильных (ковры, шторы, др.), бумажных (книги, др.) изделий, бытовой техники и других предметов интерьера, в том числе и антикварных. Для домашних питомцев и большинства комнатных растений такие значения влажности тоже подходят, но если ваш «зелёный друг» является, например, представителем тропической растительности и требует повышенной влажности воздуха (75-95%) , то нужно его «поселить» в специально оборудованном помещении (оранжерея, зимний сад).
Для специализированных помещений (ЛПУ, спортивные залы, бассейны, др.), оптимальные и допустимые нормы относительной влажности воздуха устанавливаются в отдельных нормативных документах.
Сейчас производители предлагают довольно широкий ассортимент всевозможных приборов для измерения влажности в помещениях (гигрометры, термогигрометры, психрометры, гиростаты, др.), самые разные по цене, конструктивным особенностям и дизайну, так что контролировать уровни влажности в своих жилищах и офисах совсем несложно, сложнее поддерживать оптимальные значения влажности.
Что делать, если воздух в помещении слишком сухой? Сухой воздух в помещении – распространённая проблема, особенно для многоквартирных жилых домов. Она может быть обусловлена спецификой строительных материалов, применявшихся при строительстве здания; неисправной работой вентиляционных систем; в холодное время года - работой отопительных систем (своего рода «плата» за тепло); излишней «загерметизированностью» помещений вследствие установки стеклопакетов, другими причинами. Для увлажнения воздуха существует множество способов. Наиболее простые и доступные из них:
- понижение температуры в системе отопления, если это возможно;
- частая влажная уборка помещений;
- установка возле отопительных приборов емкостей, наполненных водой;
- регулярное опрыскивание помещения (воздуха и штор) с помощью пульверизатора;
- развешивание на отопительных приборах мокрых полотенец или простыней;
- регулярные проветривания;
- разведение некоторых видов комнатных растений (хлорфитум, алоэ, фикусы) которые не только помогут увлажнить воздух, но и очистить его от вредных бактерий;
- установка большого аквариума;
- для более «продвинутых» существует огромное многообразие специальных приборов - увлажнителей воздуха.
Что делать, если воздух в помещении слишком влажный? Причинами излишней влажности воздуха могут быть дефекты крыши или стен здания; нарушения изоляции от грунтовой воды; неполадки с трубами водоснабжения; некачественная вентиляция, особенно в кухнях и ванных помещениях; нарушение установленных гигиенических норм объёма воздуха на одного человека, т.е., проще говоря, перенаселённость. Проблема повышенной влажности воздуха в помещениях менее распространена, но более серьёзна по последствиям, как для здоровья обитателей помещения, так и для самого помещения, из-за риска образования и размножения плесени, гнилостных бактерий и других микроорганизмов, что так же губительно для здоровья. Если нет возможности быстро решить проблему радикально, устранив её источник, то на помощь могут прийти специальные приборы - осушители воздуха.
Охлаждение организма. Влияние влажности на теплообмен
Работа вазомоторов, а следовательно, защитная реакция, может продолжаться несколько часов и наблюдается только у здоровых людей и только при действии сильного холодового раздражения. При умеренно низкой температуре воздуха после сужения сосудов последующего расширения их может и не быть. Подобное состояние, при котором ткани охлажденной части обречены на длительное умень шение притока тепла и питания, нередко приводит к обморожению, к патологическим изменениям в отдельных органах и к ослаблению иммунных, т. е. защитных, сил организма в их борьбе с инфекционными заболеваниями. Это состояние наблюдается главным образом у ослабленных, малокровных, изнеженных, незакаленных. Неодинаковая реакция на раздражение холодом отмечается и со стороны кожных сосудов различных частей тела.
Наиболее благоприятно протекает реактивная гиперемия под влиянием сильного холода на руках и на лице и менее благоприятно, как показали работы проф. Койранского, — на ногах у людей, плохо тренированных и не приспособившихся к Холодовым раздражителям; сосуды кожи, ног реагируют у них на охлаждение главным образом только сужением.
По наблюдениям Кюринского, при охлаждении одной и той же части тела и при одной и той же температуре воздуха летом и зимой реакция центральной нервной системы и сосудов кожи охлаждаемой части летом значительно слабее, чем зимой. Кроме того, если организм будет продолжительное время подвергаться действию тепла, а затем внезапно наступит охлаждение его, то защитные свойства его терморегуляторных приспособлений проявятся в полном объеме не сразу, а через некоторое время.
Охлаждение организма оказывает влияние и на колебания кровяного давления. Вначале давление повышается вследствие сокращения кожных сосудов, затем при расширении кожных сосудов кровяное давление сильно понижается. Замедление сердцебиения и дыхания прогрессирует по мере охлаждения тела. До тех пор, пока организм сопротивляется охлаждению, выделение углекислого газа увеличивается, но при падении температуры тела ниже 26— 28° продукция выработки тепла уменьшается и теплообразование сильно снижается.
Влияние влажности на теплообмен
Вопросы теплорегуляции организма при занятиях спортом, в особенности в зимнее или осеннее время, имеют практическое значение. Метеорологическими факторами, которые повышают или понижают процессы теплорегуляции, являются влажность, температура и движение воздуха.
Влажность. Способность воздуха удерживать в себе пары воды в том или ином количестве определяет «наши понятия о воздухе «сухом» и «влажном». «Сухим» воздухом считается тот, который способен воспринять довольно значительное количество водяных паров, чтобы дойти до состояния насыщения, и «влажным» — тот, который при незначительной прибавке водяного пара насыщается этим паром. Вопрос о нормах влажности как для комнатного воздуха, так и для воздуха на 'открытой местности на одного человека остается открытым.
Хлопин и Рубнер определенно говорят, что установить одну общую нормальную влажность для каждого отдельного состояния организма невозможно. Но все-таки большинство авторитетных исследователей признает, что благоприятным для здоровья человека можно считать воздух с умеренным содержанием водяных паров и что при температуре 15—20° человек хорошо переносит воздух 30—60% относительной влажности, По нашему законодательству температура рабочих помещений должна быть не ниже 15° и не выше 22° при относительной влажности от 50 до 75%.
Влажный горячий воздух при длительном пребываний, например, в парильне бани (на подкё) тяжело переносится даже в молодом возрасте, чего не следовло, бы забывать некоторым спортсменам. Перегрев организма в атмосфере, насыщенной водяными парами, является опасным для разных возрастов в силу того, что прекращается отдача тепла при помощи испарения.
Колебания влажности в сочетании с колебаниями температуры способны отрицательно влиять на общую работоспособность человека, например спортсмен, тренируясь в соответствующих микроклиматических условиях с большой интенсивностью, долгое время чувствует себя хорошо. Но при повышении температуры до 30—35° и понижении влажности организм начинает терять большое количество влаги, резко ухудшаются условия теплоотдачи, наступает быстрое утомление и падение работоспособности. Если же влажность в период работы или тренировки значительно повышается, то уже при 25° заметно нарушаются условия теплоотдачи и работоспособность так же снижается, как и в первом примере.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
4. Громов С.В, Н.А.Родина Н.А. Физика, 8 класс.- М. Просвещение.2000. и Г.Я.Мякишев 10 класс. – М. Просвещение.2008. .
В сводках погоды, помимо давления и температуры, нам часто сообщают о влажности воздух. Многие люди порой даже переезжают из одного района в другой, жалуясь на очень сырой, или, наоборот, очень сухой климат.
Ритм современной жизни вынуждает людей большую часть времени проводить в помещении – классе, офисе, квартире. Создание комфортных условий в местах нахождения человека – залог нашего здоровья. Пребывание людей длительное время в теплых или холодных закрытых помещениях при низкой или высокой влажности приводит к уменьшению работоспособности и разным формам заболеваний. К сожалению, проблема поддержания необходимого уровня влажности в жилых и рабочих помещениях всерьез никогда не воспринималась. А между тем, зимой и летом во время работы центрального отопления или кондиционеров, воздух содержит слишком мало влаги, как для нормального самочувствия человека, так и для большинства комнатных растений, и даже для сохранности деревянной мебели. Известно, что человек на 80-90% состоит из воды, но не все задумываются, что уровень влажности в атмосфере играет значительную роль в жизни и здоровье человека.
Научно-исследовательская работа «Изучение влажность воздуха и ее влияния на здоровье человека» является межпредметной по физике, географии, биологии, медицине и экологии. В работе рассматривается вопрос, что влажность воздуха является одним из важнейших компонентов атмосферы, который, определяет, насколько комфортно чувствует себя человек в данный момент времени и часто ли заболевает.
Цель работы: Узнать, что такое влажность воздуха, от чего она зависит, какими приборами ее измеряют, чем опасна повышенная и пониженная влажность воздуха для здоровья человека.
Задачи: 1. Познакомиться с литературой по данной теме.
2. Изучить работу и принцип действия психрометра – прибора для определения влажности воздуха в помещении..
3. Провести наблюдение и измерить влажность воздуха в помещениях нашей школы.
4. Узнать у медсестры нашей школы статистику ЛОР заболеваний обучающихся.
5. Сравнить полученные результаты с оптимальными показателями по СанПину.
5. Сделать выводы о влиянии влажности на здоровье человека.
6. Предложить способы нормализации влажности.
Гипотеза исследования: если поддерживать в помещениях нормальную влажность воздуха, то можно ли обезопасить себя от негативных воздействий на организм повышенной и пониженной влажности и снизить заболеваемость.
Практическая значимость исследования заключается в рекомендациях по использованию некоторых методов повышения и понижения влажности воздуха в закрытых помещениях зимой.
Актуальность исследования заключается в том, что в последние годы среди обучающихся школы высокий процент простудных заболеваний, а низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям.
Новизна исследования. Люди чаще стали задумываться не только о своем здоровье, но и о том, в каких экологических условиях они живут, чтобы сохранить здоровье свое и всей своей семьи. Поэтому в последнее время в магазинах возрос спрос на бытовые увлажнители воздуха.
Так как в течение учебного года учащимся приходится больше времени проводить в школе, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, мы решили узнать, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов.
Методы исследования: изучение литературы, наблюдение, эксперимент, сравнение и анализ, опрос.
Предмет исследования: влажность и температура воздуха в школьных помещениях.
Объекты: школьные помещения (классы, музей, спортзал, столовая, коридор и фойе) и обучающиеся школы.
1.1. Что такое влажность воздуха и его характеристика
В воздухе всегда есть водяной пар. Он образуется в результате испарения воды с поверхностей океанов, морей, озер, водохранилищ, рек и т.д. От количества водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит погода, самочувствие человека, функционирование многих его органов, жизнь растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусства. Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять ее.
Воздух с влажностью:
– до 55% считается сухим,
– от 56%-70% умеренно сухим,
– от 71%-85% умеренно влажным,
– свыше 85% сильно влажным.
Идеальная влажность в жилом помещении 40-60%. Когда окружающая среда имеет температуру более высокую, чем температура тела человека, происходит сильное потоотделение. Обильное выделение пота ведет к охлаждению организма и является нагрузкой на организм.
1.2. Прибор для измерения влажности воздуха
Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого термометра окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и тем меньше разность показаний термометра. При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур термометров с помощью специальных таблиц, называемых психрометрическими (приложение 2), можно определить относительную влажность воздуха. Психрометрами обычно пользуются в тех случаях, когда требуется достаточно точное и быстрое определение влажности воздуха.
1.3.Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека
Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека.
При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению.
Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом. Холодный сухой воздух препятствует попаданию кислорода в систему кровообращения.
Зимой кожа становится сухой. Обогревательные приборы, работающие в зимний период, вызывают испарения влаги с кожи. При этом естественный защитный слой кожи становится тоньше, а сама кожа – суше. Все это способствуют более быстрому старению кожи.
Сухой воздух является одной из главных причин возникновения аллергии. В нем активно распространяются аллергены (возбудители аллергических реакций).
При высокой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача резко сокращается, что ведет к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы. Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена. Так, при работе в горячих цехах оптимальное влияние на теплообмен и самочувствие оказывает относительная влажность воздуха 20%.
Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является относительная влажность воздуха 40-60%.
Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха.
Относительная влажность ниже 40% при нормальной температуре воздуха вредна, т.к. ведет к усиленной потере влаги организмом, что приводит к его обезвоживанию. Особенно низкая влажность наблюдается в зимнее время, когда работает отопление: она составляет всего 10-20%.
При низкой влажности воздуха происходит быстрое испарение влаги с поверхности слизистых оболочек носа, гортани, легких, что приводит к кашлю, хрипоте, увеличивает риск подхватить респираторную инфекцию и ухудшению состояния в целом.
Потеря влаги от 6 до 8% веса человека приводит к полуобморочному состоянию, 10% – к галлюцинациям и нарушению глотательного рефлекса; 12% – к остановке сердца.
При слишком высоких ее показателях воздух становится удушливым. С тела пот испаряется медленно, тело охлаждается слабо, мы чувствуем себя некомфортно. Грибок и плесень интенсивно распространяются в углах и на стенах помещения. В условиях сырости быстро портятся пищевые продукты. Влажность воздуха играет большую роль в жизни растений и живых организмов. Чем выше влажность, тем скорость испарения меньше. Если влажность воздуха равна 100%, то испарения нет.
ГЛАВА 2. Мои исследования и наблюдения
2.1.Опытная работа по измерению относительной влажности в помещениях школы «МБОУ ОСОШ № 1 имени Героя РФ В.П. Брюхова»
Так как в течение учебного года ученикам приходится больше времени проводить в школе от 4–7 часов, и не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, мы решили узнать, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Измерения проводились в предметных кабинетах и музее школы, спортивном зале и актовом зале, столовой и коридорах школы. Для измерения относительной влажности использовался психрометр.
Проводилось исследование № 1:
Измерение влажности воздуха в кабинете № 17 , где в основном в течение учебного дня занимается 5 б класс. Измерили температуру воздуха в классе – это показания сухого термометра. Обернув резервуар термометра сухой ватой так, чтобы кончик ваты свободно свисал вниз, и закрепили ее. Закрепляем термометр в штативе, опускаем свободную часть ваты в воду. Вода должна смочить вату. Наблюдая за показаниями термометра, определяем самое низкое значение температуры – это показания влажного термометра. Находим разность температур между показаниями сухого и влажного термометра. С помощью психрометрической таблицы определяем влажность воздуха в классах и других помещениях школы (приложение 2).
Вывод: Наблюдение проводилось два раза в сутки – в 7 15 утра и в 14 оо после окончания уроков. Из таблицы видно (приложение 3, таблица), что после уроков в среднем влажность воздуха немного увеличивалась, но только один день установилась норма, когда занятия у класса были в спортивном зале. Даже проветривание не помогало увеличить влажность воздуха, так как с улицы в помещение заходил холодный воздух, а он зимой в морозную погоду имеет, оказывается, очень низкое содержание влаги и наоборот понижал влажность воздуха в кабинете (среда).
Исследование № 2. Изучение влажности воздуха в других помещениях школы
Вывод: Влажность воздуха ниже нормы по СаНину в кабинетах и помещениях расположенных на северной стороне или, где более низкая температура воздуха – спортзал, актовый зал, кабинет№ 12. Влажность воздуха в норме выявлена в кабинетах № 18, 21 (большая площадь кабинетов, больше солнца и воздуха), в школьном музее (проходной кабинет) и столовой (приготовление пищи, подвальное помещение). Причины разные и местоположение кабинетов разное (приложение 3, таблица3).
2.2. Статистика заболеваний в нашей школе
Содержимое влаги в воздухе способно влиять на общее самочувствие человека. Отклонение этого параметра от нормальных значений способно незаметно и постепенно снизить иммунитет человека, ухудшить состояние кожи, повысить утомляемость. Опасна как повышенная влажность, так и пониженная. Для здорового ребенка влажность должна быть не менее 50%, для больного респираторной инфекцией – не менее 60%.
Микроклимат в помещении играет достаточно важную роль для всех людей, которые находятся внутри него. От микроклимата будет зависеть самочувствие человека. При этом должна быть обеспечена оптимальная температура воздуха. Также не стоит забывать и про влажность воздуха. В помещениях должно быть обеспечено оптимальное сочетание температурного режима воздуха и уровня влажности.
Обратившись к медицинской сестре, мы выяснили статистику заболеваний в нашей школе за первое полугодие 2016–2017 у.г (приложение 3, таблица 2 )
Вывод: заболеваемость по школе составила – 40%, по 5б классу заболеваемость – 42% вероятная причина (34% – влажность – ниже нормы), 5а заболеваемость –25% (41% –влажность – норма).
2.3. По результатам работы были сделаны основные выводы
1. Не во всех кабинетах влажность воздуха соответствует нормам. Для человека наиболее благоприятной считается влажность в пределах от 40 до 60%.
2. Влажность воздуха в кабинетах № 17, актовый зал, фойе –32–35%, в спортивном зале и кабинете № 12–30 –27% – ниже нормы.
3. Воздух умеренно – сухой в кабинетах № 18,№ 21 – 41%, столовой – 49%.
4. В школьном музее влажность воздуха в норме – 52% и в столовой –49%.
5. Так как влажность воздуха в помещениях школы не во всех классах соответствует нормам, то заболеваемость органов дыхания учащихся в школы составляет 40%, а в 5б классе за 1 полугодие – 42% заболевания связанные с органами дыхания, 5а классе –25%.
Поработав над этой темой, можно сделать вывод, что невидимый нами воздух, которым мы дышим и к которому мы привыкли, может влиять не только на самого человека, но и на все, что его окружает.
Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха, влажные уборки и домашние увлажнители воздуха.
Так как в течение учебного года ученикам приходится больше времени проводить в школе, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, мы выяснили, что не все кабинеты отвечают санитарным нормам. Измерения и показания занесены в таблицы. В результате работы было выявлено следующее: в большинстве кабинетов влажность воздуха ниже нормы, а это может приводить к раздражению слизистых органов дыхания и, следовательно, к кашлю и нарушению работы легких. Следствием сухого воздуха является подверженность организма простудным инфекциям. Работая над данной темой, я узнала и открыла для себя много новых и полезных фактов. Например, я узнала, что человек чувствует себя комфортно при влажности 60–70%, а при 30% ему становится плохо, ухудшается самочувствие, развиваются различные заболевания, аллергия. Я стала следить за влажностью в своем доме, чтобы не рисковать своим здоровьем, чаще делать влажную уборку, использовать пульверизатор для опрыскивания комнатных растений.
Данная работа имеет практическое значение и может быть использована на уроках физики, биологии, географии или факультативных занятиях, а также для самообразования учащихся (приложение 1).
Изучение данной темы позволило сделать вывод, что влажность воздуха экологический фактор среды. От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека, а испарение влаги имеет большое значение для терморегуляции организма. При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти. Следовательно, снижается успеваемость и работоспособность школьников. Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом. Холодный сухой воздух препятствует попаданию кислорода в систему кровообращения. Симптомы недостаточного потребления кислорода – истощение, плохая концентрация внимания, усталость.
Тема актуальна, так как нет ничего важнее на свете, чем здоровье людей. А 2017 год объявлен в России годом экологии.
Влияние влажности и движения воздуха на терморегуляцию. Отрицательное влияние высокой температуры на организм
Влажность воздуха также оказывает большое влияние на теплорегуляцию организма. Повышение относительной влажности воздуха влияет на теплоотдачу организма тем неблагоприятнее, чем выше температура окружающего воздуха. При этих температурах вырабатываемое организмом тепло отдается преимущественно или исключительно путем испарения, а так как высокая относительная влажность воздуха уменьшает процесс испарения, то отдача тепла путем испарения пота с поверхности тела будет крайне затруднена.
Движение воздуха имеет для теплорегуляции очень большое значение. Движение воздуха способствует отдаче тепла путем конвекции, так как при этом постоянно смещается образующийся вокруг тела слой теплого воздуха, что сказывается в снижении температуры кожи. Так, температура кожи человека под действием движения воздуха при различных его температурах снижалась в условиях эксперимента следующим образом.
Снижение температуры кожи под влиянием движения воздуха с повышением температуры последнего уменьшается и при 34° оказывается весьма незначительным. При температуре выше 36° движение воздуха может способствовать теплоотдаче только благодаря более эффективному испарению пота.
Движение воздуха при низкой температуре является весьма неблагоприятным фактором, так как при этом резко усиливается отдача путем конвекции.
Несмотря на значительные колебания температуры, относительной влажности и движения воздуха, наблюдаемые в условиях производства, организм человека справляется с ними благодаря большой приспособляемости теплорегуляционного аппарата и тем самым сохраняет тепловое равновесие. Эти границы резко снижаются при выполнении физической работы.
Отрицательное влияние высокой температуры на организм
Высокая температура воздуха, особенно при одновременном воздействии инфракрасного излучения и физической работе. Лучистое тепло от раскаленного или расплавленного металла и других тел вызывает усиление реакций со стороны сердечно-сосудистой системы и изменение водно-солевого баланса даже при температуре воздуха ниже 28—30° тем раньше, чем напряженнее выполняемая работа.
Так, например, при ручной чистке или шуровке котлов при кратковременном облучении интенсивностью 4—10 кал/см2 мин пульс и дыхание учащались в 2 раза и более, артериальное давление падало на 25—30%, температура тела после 4,5 часов работы поднималась до 38—39° и выше. Подобные изменения со стороны сердечно-сосудистой системы вызываются в основном значительными потерями организмом воды вследствие обильного потоотделения. Потери воды могут достигать 5—8 л за смену, или 7—10% веса тела. Такое обезвоживание, или дегидратация, организма резче всего сказывается на уменьшении объема крови (плазмы крови), которая теряет приблизительно вдвое большее количество воды, чем другие ткани, и становится более вязкой; кровяные тельца также теряют много воды, хотя и меньше, чем плазма крови.
Сгущение крови является дополнительной тяжелой нагрузкой для сердца, нарушает кровообращение и питание тканей и органов. Поэтому потеря организмом воды является весьма неблагоприятным фактором, тем более что с потом теряется значительное количество солей, главным образом поваренной соли. Так как в поту содержится в среднем 0,5—0,6% хлоридов, эти потери могут составить за смену 20—50 г поваренной соли.
Потеря кровяной плазмой значительных количеств поваренной соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к быстрому выведению из организма выпитой жидкости. При этом обильное питье пресной воды утоляет жажду лишь на короткое время и не может возместить воду, теряемую при выделении пота. Для возмещения этих потерь необходимо пить подсоленную воду. Потеря при потоотделении больших количеств воды приводит к уменьшению веса тела, достигающему 1,5—2 кг и более за смену; к утру следующего дня вес обычно восстанавливается.
Наряду с усиленным выведением жидкости кожно-легочным путем резко сокращается выведение ее с мочой. Однако до тех пор, пока обезвоживание организма не достигло крайних степеней (свыше 11% веса тела), выделение мочи не прекращается и при незначительном обезвоживании удерживается на уровне 500—1000 см3/сутки. Нарушение солевого обмена отражается и на секреции желудочного сока.
Когда температура поверхности тела достигает величин, равных температуре окружающей среды, ведущее значение в механизмах теплоотдачи приобретает уже не повышение кровотока в поверхностных тканях, а потоотделение и испарение пота и влаги с поверхности тела. Более существенную роль начинают играть учащение дыхания и испарение влаги с поверхности дыхательных путей. Включение в реакции теплообмена потоотделения является примером использования общих эффекторов для системы терморегуляции и систем регуляции водно-солевого баланса и осмотического давления.
Если при подъеме температуры тела в силу потери жидкости за счет усиленного потоотделения уменьшается объем циркулирующей крови и повышается ее осмотическое давление, организм стремится сохранить водный гомеостаз, даже если это идет в ущерб терморегуляторным реакциям. С развитием гипогидратации и повышением осмотического давления в организме отдача тепла за счет потоотделения уменьшается и температура тела устанавливается на еще более высоком уровне. Развивается чувство жажды, уменьшается диурез. В конкуренции за общие эффектор-ные механизмы начинают преобладать системы осмо- и волюморегуля-ции, как более древние и в экстремальных условиях более важные для сохранения гомеостаза. Сопряжение осмо- и терморегуляции достигается в нервных центрах медиальной преоптической области гипоталамуса, где тепло- и холодочувствительные нейроны наделены одновременно высокой осмочувствительностью. Подтверждением сопряженного протекания в организме процессов термо- и осморегуляции являются изменения водного обмена противоположной направленности — при охлаждении организма. При действии на организм низкой температуры имеют место уменьшение потребления воды, усиление диуреза и повышение осмолярности плазмы крови.
Если дегидратация при действии на организм высокой внешней температуры приводит к торможению терморегуляторных реакций, то при действии на него низкой температуры дегидратация ведет к торможению теплочувствительных нейронов гипоталамуса и в результате — к снижению теплоотдачи.
Дыхание и терморегуляция
При действии на организм высокой внешней температуры активация потоотделения и дыхания ведет к усиленному выделению из организма С02, некоторых минеральных ионов. Как при гипер-, так и при гипотермии могут наблюдаться сдвиги кислотно-основного состояния. За счет полипноэ и интенсификации потоотделения развивается дыхательный алкалоз, сопровождающиейся увеличением рН и снижением рС02 в крови. При нарастании гипертермии в связи с ухудшением доставки к тканям кислорода в них развивается метаболический ацидоз. Смена щелочной реакции крови на кислую при выраженной гипертермии вновь начинает играть положительную регуляторную роль, как для усиления теплоотдачи, так и для предупреждения дальнейшего закисления крови и улучшения оксигенации тканей. Это достигается стимуляцией дыхательного центра посредством избытка Н2+, увеличения минутного объема дыхания, усиления испарения влаги с поверхности дыхательных путей, что ведет к снижению рС02 и увеличению р02. Обратные взаимоотношения между процессами регуляции теплообмена и дыхания прослеживаются при гипотермии. Развивающаяся при этом гиповентиляция является общим эффекторным механизмом, обеспечивающим снижение теплопотерь, поддержание на более низком уровне рН крови соответственно сниженной температуре тела.
Читайте также: