Биологическое действие инфракрасной радиации солнца

Биологическое действие инфракрасного излучения

Инфракрасное (тепловое) излучение составляет большую часть (

58 %) солнечного электромагнитного спектра. Поверхности Земли достигает ИК-излучение с длиной волны 760- 3000 нм, более длинное задерживается атмосферой. ИК-излучение, встречая на пути молекулы и атомы различных веществ, усиливает их колебательные движения и тем самым вызывает тепловой эффект. Оно проникает сквозь атмосферу, толщу воды и почву, сквозь оконное стекло и одежду. Наиболее короткое ИК-излучение (с длиной волны 760- 1000 нм) проникает сквозь ткани тела, в том числе и сквозь кости черепа, на глубину 4 — 5 см. При локальном действии на ткани ИК-излучение несколько ускоряет биохимические реакции, ферментативные и иммунобиологические процессы, рост клеток и регенерацию тканей, усиливает кровоток. Интенсивность прогрева подкожной клетчатки и внутренних органов снижается благодаря кровообращению. При дальнейшем воздействии ИК-излучения глубинное прогревание тканей усиливается, что может привести к тепловому (солнечному) удару.

Активные продукты распада, образующиеся под влиянием инфракрасного излучения на кожу, и нервные импульсы, идущие от нее, распространяют местное действие излучения на весь организм. При таком влиянии (гуморальном и нервном) нормализуется тонус вегетативной нервной системы, снимается чрезмерное напряжение, ослабевает тонус мышц, сосудов, достигается болеутоляющий и противовоспалительный эффект. Благодаря этому ИК-излучение используется в лечебной практике (физиотерапия).

Интенсивность теплового излучения в СИ измеряется в джоулях (Дж), килоджоулях (кДж), мегаджоулях (мДж) на метр квадратный в час [мДж/(м 2 · ч)]. Внесистемная (устаревшая) единица [кал/(см 2 · мин)] встречается в старых руководствах, справочниках и на шкалах измерительных приборов – актинометров. Интенсивность суммарного теплового излучения Солнца на границе с атмосферой Земли (солнечная постоянная) составляет 4,87 мДж/(м 2 · ч) [1,94 кал/(см 2 · мин)]. На поверхности Земли в умеренных широтах оно не превышает 3,77 мДж/(м 2 · ч) [1,5 кал/(см 2 · мин)].

Шкала Галанина для субъективной оценки интенсивности

Источник

Нения «экология и здоровье: гигиена воздуха» лабораторный практикум для студентов специальностей 060101 «Лечебное дело» и 060105 «Стоматология» Нальчик 2010

Главная > Документ

Инфракрасное излучение, его биологическое действие.

Инфракрасное (тепловое) излучение составляет не менее 50-59% солнечного электромагнитного спектра. Поверхности Земли достигает инфракрасное излучение с длиной волны 760-3000 нм, более длинноволновое задерживается в атмосфере.

Инфракрасное излучение проникает глубоко в кожу, вызывает тепловой эффект (за счет усиления колебательных и ротационных движений молекул) с последующим повышением температуры тканей, гиперемией, усилением обменных процессов в коже.

Инфракрасное излучение усиливает биологическое действие ультрафиолетового излучения и это используется в практике. Неблагоприятное влияние инфракрасного излучения на организм связано с его тепловым воздействием: возможно перегревание организма, вплоть до теплового или солнечного удара; изменения со стороны сердечно-сосудистой системы в виде тахикардии, повышения систолического и снижения диастолического артериального давления и др.

Видимое излучение. Биологическое действие

Видимое излучение Солнца имеет длину волны 400-760 нм и создает максимальную освещенность на поверхности Земли до 40000 лк.

Видимая часть оптического излечения Солнца оказывает общебиологическое действие, результатом чего является осуществление зрительной функции и функции других анализаторов, активизация процессов возбуждения в коре головного мозга; положительное влияние на эмоциональную сферу во время бодрствования; усиление биохимических процессов, иммунобиологической реактивности; активизация обмена веществ; повышение жизненного тонуса. Видимый свет контролирует суточные ритмы сна и бодрствования, температуры тела, гормональную секрецию и пр. При синдроме сезонного расстройства (СР), наблюдаются эмоциональные депрессии, упадок физических сил, повышенный аппетит, потребность во сне, желание замкнуться в себе в осенне-зимний период. Светотерапия, как метод лечения синдрома СР, широко используется и оказывает положительное действие на людей с нарушениями сна, менструального цикла, пищеварения. Световое лечение используется при болезнях, связанных с СР и работой в ночную смену.

Важной особенностью видимого излучения является его способность создавать гамму цветов в порядке убывания длины волны: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. В жизни человека это имеет большое значение: фиолетовый и синий цвета угнетают психоэмоциональную сферу и способствуют засыпанию; голубой цвет- обладает успокаивающим действием; зеленый- индифферентный; ярко-желтый раздражает; красный- возбуждает Синий цвет способен усиливать состояние депрессии, красный-состояние психического возбуждения.

Видимая часть солнечного спектра имеет важное значение для экологии всей планеты, она обусловливает фотосинтез растений, благодаря которому солнечная энергия аккумулируется в органических веществах.

Биологическое действие УФ-излучения

У поверхности Земли УФ часть солнечного спектра представлена потоком волн в диапазоне от 290 до 400 нм. Интенсивность УФИ зависит от многих факторов. Так, при облачной погоде интенсивность УФИ может снижаться до 80%, при загрязненности атмосферного воздуха эта потеря доходит до 10-50%. УФИ по характеру преимущественного биологического действия делят условно на 3 области — А, В, С. Область “А”- наиболее длинноволновая (400-320 нм) обладает преимущественным зрительным и загарным действием. Средневолновая область “В” обладает (320-280 нм) витаминообразующим действием. В результате действия области “В” в коже человека провитамин 7,8 — дегидрохолестерин переходит в активную форму- витамин Д 3 , обеспечивая специфическое антирахитическое действие, а также область “В” обладает слабобактерицидным действием, что используется широко в медицинской практике.

Область “С”- коротковолновая- (280-200 нм) обладает бактерицидным, абиотическим действием, но не достигает поверхности Земли, т.к. рассеивается и поглощается в верхних слоях атмосферы.

Т.о. различают биогенное (полезное, защитное) действие УФИ/Д- витаминообразующее действие, эритемное, общестимулирующее, пигментообразующее действие) и абиогенное (вредное) действие (мутагенное, аллергенное, канцерогенное действие).

Ультрафиолетовая недостаточность негативно сказывается на здоровье. Многочисленные экспериментальные исследования и натурные наблюдения показали снижение адаптационных возможностей организма, развитие анемии, ухудшение регенерации тканей, понижение сопротивляемости организма к токсическим, канцерогенным, мутагенным и инфекционным агентам, повышение утомляемости. Недостаток холекальциферола и связанное с ним нарушение обмена кальция и фосфора у детей приводят к рахиту, а у взрослых — к остеопорозу, замедленному срастанию костей при переломах, увеличенной заболеваемости кариесом зубов.

Большие контингенты людей находятся в условиях полного солнечного или светового голодания (до 6 месяцев в году). Это люди, живущие в Заполярье. И в средних широтах в зимние месяцы (декабрь-февраль) наблюдается УФ — недостаточность, чему способствуют большое количество пасмурных дней, короткое пребывание на воздухе, теплая одежда, загрязнение атмосферного воздуха и остекления на промышленных предприятиях. Особо подвержены солнечному голоданию люди, работающие в условиях искусственного освещения (рабочие добывающей промышленности, строители метро и пр.).

Профилактика УФ — голодания заключается в правильной, с гигиенической точки зрения, застройке населенных мест, охране атмосферного воздуха от загрязнения, достаточном пребывании на открытом воздухе в дневное время (дети), чистоте остекления, применении увиолевого стекла, устройство в детских учреждениях и больниц веранд с остеклением из увиолевого или органического стекла и т.д. Неплохие результаты получения при профилактическом облучении беременных женщин, детей, шахтеров и др. контингентов искусственными источниками УФ-радиации.

Противопоказаниями для облучения человека искусственным УФИ являются заболевания активной формой туберкулеза, щитовидной железы, резко выраженный атеросклероз, заболевания сердечно-сосудистой системы, печени, почек, малярия, злокачественные новообразования.

Электрическое состояние воздуха.

Электрические свойства атмосферы характеризуются ионизацией воздуха, электрическим и магнитным полем Земли, грозовыми разрядами и др.

В настоящее время появились мощные источники антропогенного воздействия на электрическое состояние атмосферы. Источниками электромагнитных полей диапазона радиочастот являются радиостанции, телевизионные центры, РЛС, РС.

Источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются высоковольтные линии электропередач.

Основной постоянно действующей причиной ионизации приземных слоев воздуха являются космические лучи и излучения радиоактивных веществ. В результате ионизации воздуха образуются вначале легкие электроотрицательные ионы, которые являются санитарным индикатором чистоты воздуха.

Легкие ионы, соприкасаясь со взвешенными в воздухе частицами пыли и капельками воды, отдают свой заряд, в результате чего образуются средние и тяжелые ионы. С дыханием в воздух помещений выделяется много тяжелых ионов, которые оказывают негативное действие на организм человека.

Т.о. соотношение легких и тяжелых ионов в воздухе является хорошим санитарным показателем его чистоты. Отрицательные легкие аэроионы вызывают у людей благоприятные изменения в газовом и минеральном обменах, стимулирует обменные процессы, ускоряет заживление ран.

Искусственная отрицательная ионизация воздуха применяется в физиотерапии при лечении бронхиальной астмы, гипертонической болезни, бессоннице, неврозов и др. заболеваний.

В результате влияния метеорологических условий и атмосферных загрязнений на электропроводность воздуха часто возникают резкие апериодические колебания электрического поля.

Атмосферное электричество воздействует на организм и участвует в развитии метеотропных реакций при резком изменении погоды.

Состояние геомагнитного поля Земли зависит от солнечной радиации и потому периодически меняется. Редкие апериодические изменения его называются геомагнитными бурями. Причиной возникновения геомагнитных бурь являются крупные вспышки на Солнце , вслед за которыми начинается деформация магнитного поля Земли и изменения в ионосфере. Через 2-3 дня после крупной вспышки на Солнце уменьшается количество эритроцитов и лейкоцитов в крови, повышается ее свертываемость, учащаются гипертонические кризы, инсульты, инфаркты миокарда и др.

Негативные реакции со стороны здоровья отмечаются у людей при воздействии апериодических, редких изменений погоды, зависящих от смены воздушных масс, или влияния изменений электромагнитных характеристик атмосферы. В таких случаях реакции организма человека называются метеотропными.

Способность организма отвечать на действие неблагоприятных погодных факторов развитием патологических метеотропных реакций определяется как метеочувствительность или метеолабильность. В основном речь идет о больных, пожилых и детях.

Здоровые люди с хорошо развитыми приспособительными механизмами, как правило, “метеоустойчивы” даже к резким изменениям погоды.

При болезнях сердечно-сосудистой системы метеолабильность составляет 20-90%. Доказано, что неблагоприятная погода отрицательно сказывается на течении многих заболеваний органов дыхания, эндокринной системы, желудочно-кишечного тракта, нервно-психических заболеваний и др. В связи с этим, большое значение имеют медицинское прогнозирование погоды и профилактика гелиометеотропных реакций. Эти меры способствуют сохранению и продлению жизни, поддержанию работоспособности миллионов людей.

Гигиенические проблемы акклиматизации человека

Акклиматизация — сложный социально-биологический процесс активного приспособления к новым климатогеографическим условиям. Повторяющееся влияние новых климатических факторов приводит к выработке динамического стереотипа, наиболее соответствующего данным климатогеографическим условиям.

Итак, акклиматизация- это физиологическое приспособление, возможность которого зависит от условий труда и быта, питания, смягчающих и компенсирующих воздействий неблагоприятных климатических условий.

В акклиматизации различают 3 фазы:

начальная фаза — наблюдаются различные физиологические реакции в организме, которые зависят от особенностей соответствующего климатогеографического региона.

фаза перестройки динамического стереотипа, который может проходить по 2-м типам. В первом, благоприятно протекающем, акклиматизация наступает, если климатические факторы не предъявляют чрезмерных требований к организму, выходящих за пределы функциональных возможностей и компенсаторных механизмов. В этом случае 2-я фаза плавно переходит в 3-ю фазу. При неблагоприятном течении второй фазы наблюдаются выраженные дезадаптивные метеоневрозы, метеорологические артралгии, цефалгии, миалгии, невралгии, снижение общего тонуса и работоспособности, обострения хронических заболеваний. При соответствующих лечебно-профилактических и гигиенических мероприятиях и в этом случае можно добиться перехода в 3-ю фазу. Лишь у части людей такой переход не наблюдается, патологические процессы усиливаются, акклиматизация не наступает и им показано возвращение в прежние климатические условия.

фаза устойчивой акклиматизации. Она характеризуется стабильностью обменных процессов, отсутствием расстройств питания, нормальной работоспособностью, нормальной рождаемостью, хорошим физическим развитием новорожденных детей и пр. Проблема акклиматизации актуальна для РФ, где возможно и необходимо переселение жителей на новые территории, а климатические зоны в нашей стране разнообразны.

6. Основные источники загрязнения воздушной среды

Загрязнение воздушной среды может быть природного происхождения (извержения вулканов, лесные пожары, растительная, почвенная, морская, космическая пыль) и антропогенного происхождения, т.е. в результате деятельности человека. Источниками загрязнения воздушной среды являются промышленные предприятия, объекты теплоэнергетики, а в крупных городах — автомобильный транспорт.

Различают газообразные и механические примеси к воздуху.

Газообразные примеси. Сернистый газ является наиболее распространенным загрязнителем атмосферы, поступает в воздух при переработке нефти, сжигании твердого и жидкого топлива, с выхлопными газами автомобилей. Повышенное количество этого газа в воздухе приводит к “кислотным дождям”, гибели растительности и является серьезной проблемой для всех промышленных регионов и крупных городов. Сернистый газ представляет значительную опасность для здоровья человека- обладает раздражающим и токсическим действием, поражает органы дыхания, способствует заболеванию людей бронхиальной астмой.

Оксиды азота образуются при сгорании любого топлива. Наиболее опасен диоксид азота, который принимает участие в реакциях с образованием “кислотных дождей”, “фотохимического смога”, оказывает раздражающее действие на органы дыхания человека, обладает выраженным токсическим действием.

Оксид углерода (угарный газ)- один из распространенных загрязнителей воздушной среды, продукт неполного сгорания топлива, входит в состав выхлопных газов автомобилей. Угарный газ не имеет запаха, не вызывает раздражения и поэтому может незаметно накапливаться до значительных концентраций. Отравление человека наступает вследствие способности оксида углерода переводить гемоглобин в карбоксигемоглобин, не обладающий способностью переносить кислород, что приводит к кислородной недостаточности.

Аммиак может поступать в воздух с выбросами промышленных объектов, при неисправности холодильных установок с аммиачным охлаждением, а также при гниении органических веществ. Обладает выраженным запахом, раздражающим и токсическим действием.

Сероводород — газ с неприятным запахом, продукт переработки нефти и разложения органических веществ.

В результате переработки нефти и использования нефтепродуктов в воздух выбрасываются фенол, бензол, углеводороды, альдегиды и другие опасные газообразные вещества.

Акролеин образуется при термической деструкции жиров из глицерина. При высокой температуре акролеин находится в газообразном состоянии и входит в состав образующегося при жарке «чада». Акролеин относится к высокоточным соединениям, обладает раздражающим действием на слизистые оболочки глаз, верхних дыхательных путей.

Механические примеси. Механические примеси представляют собой твердые частицы разной степени дисперсности (разного вида пыль, зола и др.) и аэрозоли — мелкие взвешенные в воздухе частицы (дымы, туманы и др.). Запыленность воздуха может приводить к изменениям климата, ухудшению санитарных условий и развитию хронических заболеваний человека. Особенно опасны токсические виды пыли и аэрозолей. Сжигание топлива и мусора, выхлопы автомобильного транспорта загрязняют воздушную среду золой, сажей, а также токсическими веществами первого класса опасности бенз(а)пиреном и диоксинами. Опасность для биосферы и человека представляют аэрозоли свинца, которые попадают в воздух с выхлопными газами автомобильного транспорта, использующего этилированный бензин.

Микробное загрязнение воздуха . Воздушная среда может загрязняться микроорганизмами и служить фактором передачи инфекционных заболеваний человека таких, как острые респираторные вирусные инфекции, корь, дифтерия, менингит, туберкулез и др. Чем больше воздух загрязнен частицами пыли или капельками влаги, тем больше в нем может быть микроорганизмов.

Санитарная охрана воздуха. Контроль состояния воздушной среды производится с использованием установленных гигиенических нормативов. Для контроля состояния атмосферного воздуха санитарными органами установлены гигиенические нормативы «Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».

Для каждого вещества установлена среднесуточная предельно-допустимая концентрация (ПДК) загрязняющего вещества в атмосферном воздухе, которая не оказывает прямого или косвенного влияния на здоровье населения и условия его проживания при ежедневном воздействии в течение

всей жизни человека. При соблюдении среднесуточных ПДК отсутствует отрицательное воздействие загрязняющих веществ на климат, состояние атмосферы и др.

Для веществ, обладающих запахом или раздражающим действием, дополнительно установлены максимальные разовые ПДК- концентрации загрязняющего вещества в атмосферном воздухе, которые не вызывают появления запахов, раздражающего действия и рефлекторных реакций человека, не оказывают острого влияния на здоровье человека в период кратковременных подъемов концентрации этих веществ.

Источник