Атмосферный воздух, его физические и химические свойства, гигиеническое и экологическое значение

Атмосферный воздух нагревается в основном не при прохождении через него солнечных лучей, а за счет тепла, поглощенного почвой. Вот почему минимальной температурой воздух бывает перед восходом солнца, а максимальной - между 13-15 ч, когда поверхность почвы нагрета больше всего. Тепловые приземные слои воздуха поднимаются вверх, постепенно охлаждаясь. Вследствие этого с увеличением высоты над уровнем моря температура воздуха понижается в среднем на 0,6С на каждые 100м подъема.

Температура воздуха изменяется в значительных пределах в зависимости от широты местности, достигая максимума (+50-63 С) в экваториальной Африке и минимума (-94 С) в Антарктиде. От экватора к полюсам дневные колебания температуры воздуха уменьшаются , а годовые увеличиваются. Близость к морям, аккумулирующим тепло, смягчает климат, делает его более теплым, уменьшает суточные и сезонные колебания температуры. На континентах по мере удаления от берегов морей и океанов сезонные и суточные колебания температуры воздуха возрастают. С поверхности водоемов, почвы и растений постоянно испаряются водяные пары, обуславливающие влажность воздуха. Количество водяных паров в граммах, содержащиеся в 1 м воздуха, называют абсолютной влажностью воздуха. Максимальная влажность - это количество водяных паров в граммах, необходимое для полного насыщения 1 м воздуха влагой при данной температуре. С повышением температуры воздуха максимальная влажность увеличивается. Относительная влажность-это величина, определяемая отношением абсолютной влажности к максимальной и выражаемая в процентах. Относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяными парами. Теплообмен. В нормальных условиях (при комнатной температуре + 18 С) человек теряет около 85 % тепла через кожу и 15% тепла уходит на нагревание принимаемой пищи, питья, вдыхаемого воздуха и на испарение воды в легких. При теплоотдаче примерно 30 % теряется теплопроведением (конвекцией), 45 %-излучением и 10 % -за счет испарения влаги с поверхности кожи.

Эти соотношения значительно меняются в зависимости от условий окружающей среды.

Путем проведения тело теряет тепло на нагревание окружающего воздуха. Потеря тепла конвекцией прямо пропорциональна разности температур кожи и воздуха ( чем больше разность, тем больше теплоотдача конвекцией), площади поверхности тела и скорости движения воздуха.

Рассмотрим, от чего зависит потеря тепла теплоизлучением (радиацией). Любое физическое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля- ( -273 С ), испускает тепловые, инфракрасные, лучи. Количество излучаемого тепла возрастает с повышением температуры тела. Если температура окружающих предметов ниже температуры тела, происходит потеря тепла. Таким образом, потеря тепла излучением повышается с увеличением разности между температурой тела человека и радиационной температурой. В условиях открытой атмосферы потеря тепла излучением зависит от интенсивности солнечной радиации, температуры почвы и т.д.

Потеря тепла испарением зависит от количества влаги (пота), испаряющегося с поверхности тела. При испарении 1 г пота организм теряет около 24,5 кДж (0,6 ккал) тепла. При комнатной температуре с поверхности кожи человека испаряется около 0,5 л влаги в сутки, что сопровождается потерей примерно 1225 кДж (300 ккал) тепла. С повышением температуры воздуха и соответственно стен потеря теплоизлучением и конвекцией уменьшается и резко увеличивается теплопотеря испарением. Если температура окружающей среды выше температуры тела, то единственно возможной является потеря тепла за счет испарения. При тяжелой физической работе и высокой температурой окружающей среды количество выделяемого пота достигает 6-10 л в день, на испарение которого-организм тратит около 15000-25000 кДж (3600-6000 ккал) тепла.

Высокая относительная влажность воздуха (свыше 70 %) неблагоприятно влияет на теплообмен как при высокой, так и при низкой температурах. Если температура воздуха больше 30 С, то большая влажность, затрудняя испарение пота, ведет к перегреванию. При низкой температуре высокая влажность воздуха, усиливая потерю тепла конвекцией, способствует сильному охлаждению. Очень сухой воздух (относительная влажность ниже 30-20 %) также действует на организм неблагоприятно, вызывая высыхание слизистых носоглотки и снижая защитные функции мерцательного эпителия верхних дыхательных путей. Оптимальная для жизнедеятельности человека влажность воздуха 30-60 %.