Чистый атмосферный воздух у поверхности Земли имеет сле­дующий химический состав: кислород - 20,93%, углекислота -0,03-0,04, азот - 78,1, аргон, гелий, криптон и др. - около 1 %. Содержание указанных частей в чистом воздухе постоянно. Изме­нения происходят чаще всего за счет ее загрязнения различными выбросами промышленных и сельскохозяйственных предприятий, выхлопными газами автотранспорта. В жилых помещениях измене­ния вызваны прежде всего газообразными продуктами жизнедея­тельности людей и некоторыми бытовыми устройствами (газовые плиты). Так, в выдыхаемом человеком воздухе кислорода содер­жится на 25 % меньше, чем во вдыхаемом, а углекислого газа — в 100 раз больше.

Кислород. Это важнейшая составная часть воздуха. Его биологи­ческое значение для человека состоит прежде всего в обеспече­нии окислительных процессов в организме. Без него невозможна жизнь людей, животных и растений. Взрослый человек в покое поглощает в среднем 12 л кислорода в час, а при физической работе — в 10 с лишним раз больше. Значительное количество кис­лорода воздуха расходуется на окисление органических веществ, содержащихся в нем, воде, почве, и на процессы горения. В нор­мальных условиях концентрация кислорода у поверхности почвы практически постоянна.

В жилых и спортивных сооружениях количество кислорода по­чти не изменяется благодаря естественной и искусственной вен­тиляции.

При нормальном атмосферном давлении вдыхание чистого кислорода полезно и широко применяется в лечебно-профилак­тических целях. Для повышения работоспособности и ускорения восстановительных процессов у спортсменов иногда назначается вдыхание чистого кислорода по специальной схеме.

В крови человека кислород находится преимущественно в хи­мически связанном с гемоглобином состоянии, образуя оксигемоглобин.

Озон. Это химически неустойчивый изомер кислорода. Обще­биологическое значение озона состоит в его способности погло­щать коротковолновую ультрафиолетовую солнечную радиацию, губительно действующую на все живое. Наряду с этим озон погло­щает и длинноволновую инфракрасную радиацию, исходящую от Земли, и тем самым препятствует ее чрезмерному охлаждению (озоновый слой Земли). Под воздействием ультрафиолетовых лу­чей озон разлагается на молекулу и атом кислорода. Озон исполь­зуется в качестве бактерицидного средства при обеззараживании воды. В природе он образуется при электрических разрядах, в про­цессе испарения воды, при действии ультрафиолетовых лучей. В сво­бодной атмосфере наиболее высокие его концентрации наблюда­ются во время грозы, в горах и в хвойных лесах.

Двуокись углерода, или углекислый газ. Этот газ образуется в ре­зультате окислительно-восстановительных процессов, протекаю­щих в организме людей и животных, горения топлива, гниения органических веществ.

Количество углекислого газа в атмосфере колеблется от 0,03 до 0,04%. В воздухе городов концентрация углекислого газа увеличи­вается за счет промышленных выбросов — до 0,045%, в жилых и общественных зданиях (при плохой вентиляции) — до 0,6—0,8%. Взрослый человек в покое выделяет в среднем 22 л углекислоты в час, а при физической работе — в 2—3 раза больше.

Признаки ухудшения самочувствия у человека появляются толь­ко при продолжительном вдыхании воздуха, содержащего 1,0— 1,5% углекислого газа, выраженные функциональные изменения — при концентрации 2,0—2,5% и резко выраженные симптомы (го­ловная боль, общая слабость, одышка, сердцебиение, пониже­ние работоспособности) — при 3—4%.

Гигиеническое значение углекислого газа заключается в том, что он служит косвенным показателем общего загрязнения воз­душной среды помещений. Параллельно с увеличением его содер­жания повышаются температура, относительная влажность, за­пыленность воздуха, изменяется его ионный состав, главным об­разом за счет увеличения положительных ионов.

Гигиенической нормой содержания углекислого газа в воздухе жилых и служебных помещений, спортивных залов считается кон­центрация 0,1 %.

Азот. Азот атмосферы — индифферентный для человека газ, он служит как бы разбавителем других газов. Количество азота во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе одинаково. В условиях повы­шенного давления вдыхание азота может оказать наркотическое действие.

Окись углерода. Это газ, образующийся при неполном сгора­нии органических веществ, не обладающий ни цветом, ни запахом. Концентрация окиси углерода в атмосферном воздухе зависит преж­де всего от интенсивности автомобильного движения. В свободной атмосфере ее источником служат выбросы промышленных предприятии и электростанций. Проникая через легочные альвеолы в кровь, она образует с гемоглобином карбооксигемоглобин, в ре­зультате гемоглобин теряет способность переносить кислород. Предельно допустимая среднесуточная концентрация окиси углерода составляет 1,0 мг/м³. Хронические отравления окисью углерода, возникающие при систематическом воздействии незначительных количеств этого яда, могут наблюдаться при дозах менее 0,125 мг на 1 л воздуха.

Первые признаки острого отравления у человека наступают при концентрации газа 0,125 мг/л после 6 ч пребывания в таком воз­духе в спокойном состоянии и через 4 ч — при легкой физической работе. Токсичные дозы окиси углерода в воздухе составляют 0,25 — 0,5 мг/л. При длительном воздействии они вызывают головную боль, головокружение, сердцебиение, тошноту и обморочное со­стояние.

Сернистый газ. Он поступает в атмосферу главным образом в результате сжигания на электростанциях и других предприятиях топлива, богатого серой (каменный уголь). В городах это наибо­лее распространенное химическое вещество, загрязняющее воз­дух. На производстве сернистый газ образуется при обжиге и плав­лении сернистых руд, при крашении тканей и пр. В жилых поме­щениях он может появляться только при топке печей каменным углем.

Токсическое действие сернистого газа выражается в раздраже­нии слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. При хронических отравлениях наблюдаются конъюнктивиты и катары верхних дыхательных путей и бронхов. Порог ощущения сернис­того газа по запаху лежит в пределах 0,002—0,003 мг/л, концент­рация 0,02 мг/л и больше вызывает раздражение слизистых обо­лочек. Сернистый газ вредно действует на растительность, осо­бенно на хвойные породы деревьев.

Строить спортивные сооружения в местах с загрязненным воз­духом недопустимо, так как в связи с повышением легочной вен­тиляции при выполнении физических упражнений усиливается поступление в организм ядовитых газов.

Механические примеси воздуха. В воздушную среду они поступа­ют в виде дыма, копоти, сажи, измельченных частиц почвы и других твердых веществ. В совокупности все это и формирует то, что называют воздушной пылью.

Запыленность воздуха зависит от характера почвы (песок, гли­на, асфальтированные мостовые и т.п.), ее санитарного состоя­ния (полив, уборка), от загрязнения атмосферы промышленны­ми выбросами, санитарного состояния помещений. Копоть и дым появляются в результате неполного сгорания топлива. На произ­водстве источником пылеобразования служат материалы, дающие при обработке отходы в виде механических частиц. В жилых поме­щениях пыль образуется в результате различных бытовых процес­сов или проникает снаружи.

Вредное действие пыли на организм проявляется прежде всего в механическом раздражении слизистых оболочек верхних дыхатель­ных путей и глаз, вызывая неприятные субъективные ощущения.

Систематическое вдыхание запыленного воздуха вызывает за­болевания органов дыхания. При дыхании через нос на его слизи­стых оболочках задерживается до 40—50% пыли. Часть пыли, по­павшей в легкие, оседает в альвеолах, но в основном она удаляет­ся с выдохом. Легче всего проникают в легкие и задерживаются в них частицы пыли диаметром 0,3—0,5 мк. Таким образом, суб­микроскопическая пыль, долго находящаяся в воздухе во взве­шенном состоянии, наиболее неблагоприятна в гигиеническом отношении.

Электрозаряженность пыли усиливает ее способность прони­кать в легкие и задерживаться в них. По мере увеличения частоты и глубины дыхания, например при физической работе, в легкие попадает больше пыли.

Пыль, содержащая свинец, мышьяк, хром и другие ядовитые вещества, вызывает типичные явления отравления, причем не только при вдыхании, но и в результате проникновения ее через желудочно-кишечный тракт и кожу. Оседая на поверхности кожи и раздражая ее, пыль вызывает кожные заболевания, а также по­нижает потоотделение и испарение вследствие закупорки вывод­ных протоков потовых желез.

Косвенное влияние пыли на здоровье заключается в том, что в запыленном атмосферном воздухе значительно уменьшаются ин­тенсивность солнечной радиации и ионизация воздуха. Кроме того, пыль способствует образованию облачности и туманов и отрица­тельно действует на растительность.

Для профилактики неблагоприятного воздействия пыли на орга­низм человека жилые и общественные здания располагаются по отношению к загрязнителям воздушной среды (электростанци­ям, промышленным предприятиям, автомобильным дорогам) с наветренной стороны. Между ними устраиваются санитарно-защитные зоны шириной 50—1000 м и более, в зависимости от вред­ности загрязнителей.

Для борьбы с запыленностью в жилых, общественных здани­ях, спортивных залах следует проводить систематическую влаж­ную уборку.

Проветривание помещений во время уборки нецелесообразно, так как токи воздуха могут привести к значительному рассеива­нию пыли; проветривать помещения нужно после их уборки. Не­обходимо принимать меры против занесения пыли с улицы в по­мещение с обувью и верхней одеждой. Поэтому в спортивных за­лах нужно всегда быть в специальной одежде и обуви.

На открытых спортивных сооружениях для снижения возмож­ной запыленности воздуха следует использовать специальные не­пылящие грунты или специальные покрытия площадок и систе­матически их поливать.

Микроорганизмы воздуха. Бактериальное загрязнение воздуха, как и других объектов внешней среды (вода, почва и др.), пред­ставляет опасность в эпидемиологическом отношении. В воздуш­ной среде встречаются различные микроорганизмы: бактерии, вирусы, плесневые грибки, дрожжевые клетки.

В воздушную среду микроорганизмы попадают преимущественно с почвенной пылью, однако они сравнительно быстро погибают вследствие высыхания, бактерицидного действия солнечных уль­трафиолетовых лучей.

В жилых помещениях и спортивных залах при недостаточной вентиляции и избыточном скоплении людей бактериальная за­грязненность воздуха может быть значительной.

Количество микробов в воздухе различных помещений являет­ся одним из главных критериев оценки его гигиенического состо­яния.

Наибольшую эпидемиологическую опасность представляют бо­лезнетворные бактерии и вирусы, вызывающие различные ин­фекционные заболевания.

Самым распространенным является воздушно-капельный спо­соб передачи инфекций: в воздух поступает большое количество микробов, при дыхании попадающих в дыхательные пути здоро­вых людей и способных вызвать у них то или иное заболевание. Например, при громком разговоре, а тем более при кашле и чи­хании мельчайшие капельки разбрызгиваются на расстояние 1— 1,5 м и с воздушными течениями распространяются на 8—9 м. Эти капельки могут находиться во взвешенном состоянии в воздухе до 4—5 ч, но в большинстве случаев оседают спустя 40—60 мин.

Пыль, инфицированная микроорганизмами, образуется в ре­зультате высыхания осевших на пол и бытовые предметы мелких инфицированных капелек, выделившихся из дыхательных путей больного человека.

Пылевые частицы с осевшими на них микробами могут дер­жаться в воздухе от нескольких минут до 2 — 4 ч в зависимости от величины. Например, в пыли вирус гриппа и дифтерийные па­лочки сохраняют жизнеспособность в течение 120—150 дней.

Существует известная взаимосвязь: чем больше пыли в воздухе помещений, тем обильнее в нем содержание микрофлоры.

В крытых спортивных сооружениях, несмотря на большие габа­риты, могут также наблюдаться значительная бактериальная за­грязненность и запыленность воздуха. Поэтому устранение пыли в жилищах и спортивных сооружениях — эффективное средство борь­бы с бактериальным загрязнением воздуха.

Контрольные вопросы и задания

1. В чем состоит физиологическое значение воздуха для человека?

2. Укажите основные гигиенические показатели, характеризующие качество воздушной среды.

3. В чем заключается гигиеническое значение физических свойств воз­духа?

4. Назовите химический состав воздуха.

5. Укажите основные механические примеси воздуха и сформулируй­те их гигиеническое значение при занятиях физической культурой и спортом.