Атмосферный воздух как внешняя среда. Комплексное влияние метеорологических факторов на организм человека. Метеотропные реакции

Все факторы окружающей среды воздействуют на человеческий организм одновременно, причем, не по отдельности, или в виде простейшей суммы, а как сложный комплекс. При этом может наблюдается усиление либо ослабление силы одного фактора из-за влияния другого, в результате чего абсолютная сила, которую оказывает комплексное воздействие факторов на организм, не сможет быть измерена соответствующими приборами.

Атмосферный воздух является одним из важнейших компонентов экологии человека. В процессе своей жизнедеятельности человек постоянно соприкасается со многими факторами внешней среды, в которой он живет, и эти факторы, естественно, оказывают на организм человека определенное влияние. Одним из таких факторов, с которыми человек соприкасается наиболее тесным образом, является воздушная среда. Воздух является самым необходимым компонентом для существования организма человека. Без него человек может просуществовать лишь в течение нескольких минут.

В процессе эволюции человек приспособился к существованию в воздушной среде с определенными свойствами, и поэтому вполне понятно, что изменение химического состава этой среды или ее физических свойств сказывается на состоянии здоровья, самочувствии и работоспособности человека.

Воздушная оболочка земного шара, называемая атмосферой, прослеживается до высоты около 1000 км над поверхностью земли. Свойства атмосферы на различных высотах неодинаковы, поэтому она условно разделяется на несколько слоев: Строение атмосферы:

1. Тропосфера - до 12-14 км.
2. Стратосфера - до 80-100 км.
3. Ионосфера - до 600 км.
4. Вакуумсфера - до 1000 км.

Первый слой, наиболее близко прилегающий к поверхности земли, называется тропосферой и простирается до высоты 12-14 км. В отличие отдругих, более высоко расположенных слоев, он характеризуется следующими свойствами:

1. В тропосфере постоянно происходят суточные и сезонные колебания температуры.

2. Тропосфера характеризуется постоянным перемещением воздушных потоков, происходящим в разнообразных направлениях: горизонтальном, вертикальном, турбулентном, вихревом.

3. В тропосфере постоянно присутствует значительное количество водяных паров, обусловливающих образование различного рода конденсатных явлений (облака, туманы, атмосферные осадки).

4. Тропосфера характеризуется наличием довольно значительного количества посторонних примесей (твердые, жидкие и газообразные загрязнения).

Во всех вышележащих слоях атмосферы температура воздуха всегда постоянна и не меняется в зависимости от времени суток или сезона года. В воздухе этих слоев преобладают горизонтальные перемещения воздушных масс, отсутствуют водяные пары, а поэтому и явления, связанные с ними (облака, туманы). В них практически отсутствуют характерные для тропосферы посторонние примеси, за исключением тех незначительных загрязнений, которые поступают на землю из космоса (космическая пыль), а также загрязнений, которые забрасываются в стратосферу с поверхности земли при некоторых чрезвычайных обстоятельствах (при взрывах ядерного оружия и крупных извержениях вулканов). За тропосферой следует слой, называемый стратосферой, которая простирается до высоты около 100 км. В стратосфере в основном происходят горизонтальные перемещения воздушных масс, в силу чего попадающие в стратосферу загрязнения распространяются набольшие расстояния и носят названия глобальных.

Загрязнения, попадающие в стратосферу, имеют ряд особенностей. В силу значительной удаленности от поверхности земли они имеют весьма малый вес, а поэтому скорость оседания их очень незначительна. Горизонтальнымипотоками воздуха они разносятся на очень большие расстояния и практически распространяются над всей земной поверхностью, что дало основание назвать их "глобальными". Это обстоятельство сыграло существенную роль в процессе заключения соглашения о запрещении испытаний ядерного оружия во внешней среде.

Выше стратосферы расположен слой, называемый ионосферой, который простирается до высоты около 600 км. Кроме тех свойств, которые характерны для стратосферы, этот слой характеризуется значительной степенью ионизации воздуха.

Вакуумсфера, простирающаяся до высоты около 1000 км, характеризуется сильной степенью разрежения воздуха. Практически до этой высоты удается обнаружить лишь отдельные элементы воздушной среды.

Таким образом, воздушная оболочка имеет наибольшую плотность у поверхности земли и, постепенно разрежаясь, теряется на высоте около 1000 км.

Естественно, что для нашей обычной жизни наибольшее значение имеет тропосфера — самый ближний к земле слой атмосферы. С воздухом тропосферы мы наиболее тесно соприкасаемся, и его свойства оказывают на нас самое непосредственное влияние. В настоящее время интенсивно изучаются свойства воздушных масс и других слоев, но непосредственно для человеческого организма они не могут иметь значения, поскольку существование челвека в тех слоях вне аппаратов с искусственными условиями невозможно.

Рассмотрим химический состав атмосферного воздуха и влияние его составных частей на организм человека. Естественно, что мы будем рассматривать состав чистого воздуха, так как вопросам загрязнения воздушной среды и влияния этих загрязнений на человека будет посвящена следующая специальная лекция.

Воздух представляет собой механическую смесь газов, состоящую из кислорода (20,93 %), азота (78,1 %), углекислого газа (0,03-0,04 %) и группы инертных газов (около 1 %). В атмосфере происходит постоянный кругооборот газов: человек и животные при дыхании поглощают кислород и выделяют углекислоту, такие же процессы происходят при любых окислительных процессах (горение, тление, гниение и др.), растительный же покров земной поверхности поглощает углекислоту и выделяет кислород. Длительное время эти процессы друг друга уравновешивали, в результате чего сохранялось постоянство состава воздушной среды, которому способствовало перемещение воздушных масс, обеспечивающее равномерное перемешивание воздуха. Следует отметить, что химический состав воздуха мало меняется в зависимости от высоты воздушного слоя. Так, на высоте 28 км в воздухе содержится 20,39% кислорода (на уровне моря — 20,93 %).