Климатические факторы

Негативные факторы окружающей среды.

В современном мире к опасным и вредным факторам естественного происхождения прибавились, как результат хозяйственной деятельности человека, многочисленные негативные факторы антропогенного происхождения.

На всех этапах своего развития человек постоянно стремится к обеспечению личной безопасности и сохранению своего здоровья. Это стремление явилось мотивацией многих его действий и поступков. Создание надежного жилища не что иное, как стремление обеспечить себе и семье защиту от естественных опасностей. Но появление жилища стало грозить его обрушением, задымлением, возгорание.

Наличие в современных квартирах многочисленных бытовых приборов и устройств существенно облегчает быт, делает его комфортным и эстетичным, но одновременно вводит в него целый комплекс негативных факторов: электрический ток, элек­тромагнитные поля различных частот, повышенный уровень радиации, шумы, вибрации, опасности механического травмирования, наличие токсичных и биоактивных веществ.

Достигнутый прогресс в сфере производства в период научно-технической революции сопровождался и сопровождается в настоящее время ростом числа и повышением уровня опасных и вредных факторов производственной среды. Например, использование прогрессивных способов плазменной обработки материалов потребовало средств защиты работающих от токсичных аэрозолей, электромагнитных полей, повышенного уровня шума, воздействия электрических сетей высокого напряжения. Создание двигателей внутреннего сгорания решило многие транспортные проблемы, но одновременно привело к повышенному травматизму на автодорогах, породило трудноразрешимые задачи по защите человека и природной среды от токсических выбросов автомобилей.

Данные о масштабе воздействия опасных и вредных факторов на человека и природную среду, к сожалению, свидетельствуют о неуклонном росте травматизма, числа и тяжести заболеваний, количества аварий и катастроф, об увеличении материального ущерба. Все это актуализирует изучение негативных факторов окружающей среды и способов защиты человека от их воздействия.

Физические факторы и их характеристика

Климатические факторы

Современная наука рассматривает климат как совокупность атмосферных явлений в течение определенного промежутка времени (год, сезон, месяц).

Человек не ощущает действие климата в той местности, где он живет и работает, т.е. на сравнительно небольшой территории. В этом случае можно говорить о микроклимате, являющемся привычной средой обитания человека. Мезоклиматом (средним, промежуточным) называют климат сравнительно однородной, но значительной по величине территории, а макроклиматом - климат крупного участка поверхности Земли, чаще отдельной географической зоны.

Физическое состояние атмосферы характеризуется комплексом взаимосвязанных и взаимообусловленных метеосиноптических показателей и их изменениями. Реакции организма на эти изменения бывают особенно выраженными, когда метеосиноптические показатели меняются в сравнительно короткие промежутки времени или внезапно.

Влияние климата осуществляется путем воздействия на организм отдельных компонентов солнечной радиации, воздушно-химических факторов, теплового, влажного и ветрового режимов, электрического и электромагнитного полей Земли, естественной радиоактивности.

Одной из количественных характеристик физического состояния атмосферы является температура воздуха. Индифферентными считают небольшие колебания среднесуточных температур (слабое похолодание или потепление), в пределах 3-4°С, резкими - изменения температуры с межсуточными колебаниями 7-8°С и выше, связанные с перемещением воздушных масс и вызывающие определенную перестройку термоадаптационных механизмов, серьезные сдвиги в органах и тканях. Экстремальные температуры - максимальные и минимальные - могут оказывать непосредственное неблагоприятное влияние на человека, вызывая перегревание или переохлаждение организма.

Ветер характеризует движение воздуха и определяется скоростью и направлением. При слабом ветре скорость движения воздуха составляет 0,5 м/с, при умеренном-5-10 м/с, при сильном-10-15 м/с, при ураганном - более 20-21 м/с. В жаркое время ветер усиливает испарение влаги с поверхности кожи, улучшает самочувствие. Сильный ветер не только создает сложности в передвижении человека, но и способствует утомлению и истощению нервной системы, затрудняет функцию дыхания, вызывает раздражение кожных рецепторов. Кроме того, чем ниже температура воздуха, тем неблагоприятнее воздействие ветра.

Масса 1 м³ воздуха при температуре 4 °С в среднем составляет 1 кг 300 г, что обусловливает существование атмосферного давления. Живые организмы, в том числе и здоровый человек, не ощущают этого давления, так как оно уравновешивается внутренним давлением организма. В средних широтах на уровне моря атмосферное давление составляет 760 мм рт.ст. За давлением воздуха и его изменениями ведутся систематические наблюдения на метеостанциях. Давление атмосферы зависит от высоты, плотности воздуха. Холодный воздух плотнее и тяжелее теплого. В зависимости от того, какие воздушные массы господствуют в данной местности, в ней устанавливается высокое или низкое атмосферное давление. С высотой - давление уменьшается. В метеопатологии особое значение придается оценке влияния кратковременных колебаний атмосферного давления. Колебания барометрического давления действуют двумя путями: снижают насыщение крови кислородом (эффект барометрических "ям") и механически раздражают нервные окончания (рецепторы) плевры (слизистой оболочки, выстилающей плевральную полость), брюшины (выстилающей брюшную полость), синовиальной оболочки суставов, а также рецепторы сосудов. На европейской территории страны атмосферное давление наиболее изменчиво на северо-западе и севере. Именно здесь чаще всего отмечается метеочувствительность у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Содержание воды или водяного пара в воздухе характеризуется их давлением (упругостью) и относительной влажностью. В метеосводках обычно указывают относительную влажность воздуха, так как ее изменение может непосредственно влиять на организм человека. Очень сухим принято считать воздух, относительная влажность которого ниже 30 %, сухим - 30-55%, умеренно сухим - 56-70%, умеренно влажным - 71-85%, влажным - 85-95%, очень влажным - выше 95%. Влажность воздуха в сочетании с изменениями температуры оказывает выраженное влияние на человека: при высокой влажности воздуха тяжело переносится жара, усиливается действие холода. Наиболее благоприятные условия создаются для человека при относительной влажности воздуха, близкой к 50%, и температуре в пределах 20-22°С (метеорологическая зона комфорта). Влажность воздуха играет роль в поддержании плотности кислорода в атмосфере, - влияет на тепловой обмен и потоотделение. Особенно чувствительны к высокой влажности больные гипертонической болезнью и атеросклерозом. В большинстве случаев обострение заболеваний сердечно-сосудистой системы возникает при высокой относительной влажности (80—95%). У многих людей дождливые дни накладывают отпечаток даже на внешний вид, нередко лицо становится бледным. При резком изменении температуры возникают вспышки острых респираторных инфекционных заболеваний. В январе 1780 г. в Петербурге температура воздуха повысилась с —44° до + 6° в течение одной ночи, в результате заболело около 40 тыс. жителей. Значительное увеличение случаев острых респираторных заболеваний отмечалось в Ташкенте в ноябре 1954 г., когда температура воздуха с 4-15° понизилась до —21°. К тому же задул резкий северный ветер, который поднял в воздух массы капель воды, песка и находившихся в них микробов, в городе возникли вспышки инфекционных заболеваний. Неблагоприятно действует на организм и избыток положительных аэроионов, наблюдающийся в жаркую и влажную погоду, что может вызвать обострение заболеваний сердца.

На общее состояние человека, особенно на больных людей, влияют изменения содержания кислорода в атмосферном воздухе. Относительно воздействия на физиологические процессы в биообъектах колебания содержания кислорода в пределах ±10 г/м ³ за 12 ч рассматриваются как незначительные, в пределах 11-20 г/м³ - как умеренные, в пределах 21 г/м³ и более - как выраженные. Изменение содержания кислорода является фактором, способствующим развитию метеотропных реакций у людей с заболеваниями, сопровождающимися нарушением усвоения кислорода, гипоксией тканей.

В последние годы получило новое направление в изучении влияния метеоусловий на организм, так называемая "синдромная метеопатология", которая включает симптомы метеопатий, обусловленные комбинированным действием барометрического давления и атмосферных аномалий таких как гроза, горячие и сухие ветры, туманы, снегопад и др. Так, например, синдром полуденного ветра во Франции; синдром юго-западного ветра в Швейцарии, синдром северных ветров (норды), дующих на Апшеронском полуострове (Баку), по данным различных ученых, влияют на самочувствие примерно 75% населения этих районов, провоцируя приступы стенокардии при ишемической болезни сердца.

В последние годы большое значение придается изменениям солнечной активности и магнитного поля Земли (геомагнитные возмущения и бури). Их действие на организм проявляется за 1-2 дня до перемены погоды, в то время как остальные метеофакторы влияют непосредственно до или во время прохождения воздушных масс (циклона или антициклона). Геомагнитные возмущения подразделяются на 3 группы: 1) возникающие одновременно на всей поверхности земного шара; 2) локальные, ограниченные определенным регионом; 3) перманентные, наблюдаемые непрерывно. Принято выделять магнитные бури с внезапным и постепенным началом. Физические характеристики геомагнитных бурь на порядок выше геомагнитных возмущений. С резким изменением геомагнитного поля связывают обострения некоторых заболеваний, прежде всего, сердечно-сосудистой системы и органов кроветворения.

Непривычная устойчивая погода, как правило, тоже неблагоприятно действует на организм. В ноябре 1977 г. в Саратове длительно сохранялась теплая влажная погода с сильными туманами, что угнетающе действовало на психику людей, понижало работоспособность, вызывало перенапряжение нервной системы.

Известна роль Солнца и факторов солнечной активности в формировании погодных условий на Земле, в жизни и деятельности человека. Основная часть солнечной энергии поступает на Землю в виде ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных лучей. Именно эту часть электромагнитного излучения Солнца в метеорологии называют солнечной радиацией. Под солнечной активностью понимают совокупность явлений, наблюдаемых в солнечной атмосфере и связанных с образованием солнечных пятен, факелов, возникновением солнечных вспышек и возмущений, увеличением ультрафиолетового, рентгеновского, корпускулярного излучений. Для оценки солнечной активности используется определение относительного числа солнечных пятен, позволяющего подсчитать их количество, а также индекс суммарной плотности солнечных пятен, видимых на солнечном диске. Биологическая активность солнечной радиации зависит от длины волн. По длине волн солнечные лучи подразделяются на видимые (400-800 нм), инфракрасные (800-2300 нм), ультрафиолетовые (200-400 нм), рентгеновские (менее 200 нм). По ультрафиолетовому спектру величин солнечных лучей на территории нашей страны выделяют три зоны: зона дефицита ультрафиолета - 57,5° северной широты; зона ультрафиолетового комфорта - между 57,5° и 42,5° северной широты; зона избыточного УФ излучения - южнее 42,5° северной широты.

Уже в древности врачи догадывались о влиянии погоды на организм. В тибетской медицине указывается, что "боли в суставах усиливаются в дождливое время и в период больших ветров". Парацельс писал: "Тому, кто изучил ветры, молнию и погоду, известно происхождение болезней".

Под погодой понимают физическое состояние нижнего слоя атмосферы, наблюдаемое в той или иной местности в то или иное время.

Погода по своим физическим характеристикам далека от стабильности и формируется под одновременным воздействием множества факторов. В процессе эволюции человек выработал способность приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям внешней среды, прежде всего к атмосферным изменениям, определяющим погоду. Реакции, возникающие под влиянием погодных факторов, до настоящего времени определялись множеством различных терминов (анемопатия, циклонопатия, метеотропизм, метеопатическая реакция). Все они свидетельствуют о попытках отразить в названии механизм действия погоды на человека. Однако в научной литературе в настоящее время принят единый термин - «метеотропная реакция» как наиболее полно отражающий характер взаимоотношений экосистемы погода-человек. Метеотропными называются все виды реакций организма человека, развивающиеся под влиянием погодных факторов. Способность организма отвечать на действия погодных факторов развитием метеотропной реакции определяется как метеочувствительность.

Метеочувствительность довольно широко распространена и возникает при любых, но чаще непривычных для данного человека климатических условиях. Погоду чувствует около трети жителей умеренных широт. Особенностью этих реакций является то, что они возникают у значительного числа людей синхронно с изменением метеорологических условий, или несколько опережая их. Метеочувствительность издавна вызывала удивление и даже страх человека перед непонятным явлением природы. Людей, чувствующих погоду, называли "живыми барометрами", "буревестниками", "пророками погоды".

Проявления метеочувствительности зависят от исходного состояния организма, возраста, наличия какого-либо заболевания и его характера, микроклимата, в котором живет человек, и степени его акклиматизации к нему. Метеочувствительность чаще отмечается у людей, мало бывающих на свежем воздухе, занятых сидячим, умственным трудом, не занимающихся физкультурой. Именно у них сужены зоны так называемого микроклиматического комфорта. Для здорового человека метеорологические колебания, как правило, не опасны. Тем не менее у людей, которые не чувствуют погоду, реакции на нее все же проявляются, хотя порой и не осознаются. Их необходимо учитывать, например, у водителей транспорта. При резком изменении метеоусловий им становится труднее концентрировать внимание. Отсюда может возрастать число несчастных случаев. В результате болезней (гриппа, ангины, воспаления легких, заболеваний суставов и др.) или переутомления сопротивляемость и резервы организма снижаются. Именно поэтому метеочувствительность отмечается у 35-70% больных разными заболеваниями. Так, погоду чувствует каждый второй больной с болезнями сердечно-сосудистой системы.

Значительные атмосферные изменения могут вызвать перенапряжение и срыв механизмов адаптации. Тогда колебательные процессы в организме — биологические ритмы искажаются, становятся хаотичными. Физиологическую (бессимптомную) погодную реакцию можно сравнить со спокойным озером, по которому идут волны от легкого ветерка. Патологическая (болезненная) погодная реакция представляет своего рода вегетативную "бурю" в организме. Способствуют ее развитию нарушения регуляции вегетативной нервной системы. Число вегетативных расстройств в последнее время возрастает, что связано с действием неблагоприятных факторов современной цивилизации: стресса, спешки, гиподинамии, переедания, недоедания и др. К тому же у разных людей функциональное состояние нервной системы далеко не одинаковое. Это определяет тот факт, что нередко при одних и тех же заболеваниях отмечаются диаметрально противоположные погодные реакции: благоприятные и неблагоприятные. Чаще метеочувствительность наблюдается у лиц со слабым (меланхолики) и сильным неуравновешенным (холерики) типом нервной системы. У людей сильного уравновешенного типа (сангвиники) метеочувствительность проявляется лишь при ослаблении организма.

Различают три степени метеочувствительности. Легкая степень проявляется только субъективным недомоганием. При выраженной метеочувствительности (средней степени) отмечаются отчетливые объективные сдвиги: изменения артериального давления, электрокардиограммы и т. п. При тяжелой степени метеочувствительности наблюдаются резко выраженные нарушения, она проявляется пятью типами метеопатических реакций. При сердечном типе возникают боли в области сердца, одышка. Мозговой тип характеризуется головными болями, головокружениями, шумом и звоном в голове. Смешанный тип — сочетанием сердечных и нервных нарушений. При астеноневротическом типе отмечаются повышенная возбудимость, раздражительность, бессонница, изменяется артериальное давление. Встречаются люди, которые не могут четко локализовать проявления метеочувствительности - это неопределенный тип реакции: общая слабость, боль и ломота в суставах, мышцах и т. п.

Лица, страдающие тяжелой метеочувствительностью, должны находиться под специальным диспансерным наблюдением. Комплексная метеопрофилактика способствует предупреждению развития метеотропных реакций при сердечно-сосудистых заболеваниях, заболеваниях органов дыхания, пищеварения, нервной системы, позволяет предотвратить тяжелые сосудистые расстройства и операционные осложнения. Метеопрофилактика имеет и медицинское и социально-экономическое значение. Она, прежде всего, направлена на ослабление и даже полное устранение метеотропных реакций, на повышение адаптационных возможностей организма, эффективности лечения и реабилитации метеонеустойчивых больных в стационаре и амбулаторных условиях, уменьшение числа рецидивов при хронических заболеваниях, пропусков занятий учащимися школ и студентами ВУЗов, страдающих метеочувствительностью, а также на снижение брака в работе, уменьшение случаев бытовых и производственных травм и транспортных аварий.

Акклиматизация к природно-климатическим факторам. Любые изменения физического состояния атмосферы не безразличны для организма человека, так как требуют выработки ответных адаптационных реакций. Адаптацию организма человека к новым климатическим условиям называют акклиматизацией, понимая под этим сложный социально-биологический процесс, зависящий от приспособления к природно-климатическим условиям - холоду, жаре, разреженному воздуху высокогорий и др.

Акклиматизация к условиям жаркого климата связана с перегреванием, избытком УФ-радиации, а в зоне пустынь - с явлениями пустынной болезни.

Важнейшими факторами, определяющими действие климата субтропиков на человека являются: высокая температура воздуха (близкая к температуре тела или превышающая ее), интенсивная солнечная радиация (прямая и отраженная), в сухих суб­тропиках - резкие колебания температуры достигающие 20-30°С в течение суток; во влажных субтропиках - высокая относительная влажность воздуха.

Процесс акклиматизации к жаркому климату сопровождается повышенной теплоотдачей за счет расширения сосудов и усиления потоотделения. Могут наблюдаться повышенная температура тела, учащение дыхания и пульса. Эти явления увеличиваются при физических нагрузках. Человек испытывает чувство неутолимой жажды и ощущение постоянной влажности тела. Значительная запыленность воздуха, наблюдаемая обычно в засушливых районах, приводит к образованию трещин на губах и заболеванию верхних дыхательных путей. Постепенно чувствительность к пыли несколько снижается. Наиболее характерное патологическое состояние: тепловое истощение, тепловой удар, тепловые судороги (при большой потере минеральных солей).

Для предупреждения этих нарушений и ускорения акклиматизации положительную роль может сыграть приспособление режима труда и отдыха к местным условиям. В зонах субтропического климата важное гигиеническое значение имеют солнцезащитные сооружения, мероприятия по озеленению и обводнению территории, установка в помещениях аппаратов кондиционирования воздуха.

Акклиматизация к условиям холодного климата в зоне тайги, тундры и особенно в зоне Крайнего Севера связана как с действием резкого охлаждения, так и с влиянием ландшафта. Основными факторами климата этих зон, неблагоприятно влияющими на организм человека, являются низкая температура окружающей среды (в зимние месяцы до минус 60), нарушение светового режима (полярная ночь и полярный день), ультрафиолетовая недостаточность, космическая радиация, частые магнитные возмущения и бури.

При акклиматизации на Севере происходит резкое изменение реактивности организма. Терморегуляция в этих условиях осуществляется в основном химическим путем - повышенная теплопродукция за счет ускорения обменных реакций расшатывает присущий данному организму привычный уровень равновесия с окружающей средой, появляется чрезмерная утомляемость, сонливость в дневные часы, понижение аппетита, иногда одышка. Нарушение привычного светового режима может привести к бессоннице и невротическим состояниям.

Ускорению и нормализации акклиматизации способствуют правильная организация питания (калорийное, витаминизированное, сбалансированное), обеспечение соответствующей одеждой, соблюдение гигиенических норм содержания жилья и общественных зданий, освещенности.

Акклиматизация к умеренному климату не связана с большими нагрузками на организм человека. Известно, что перемещение на каждые 10° широты требует от человека приспособления к новому тепловому и ультрафиолетовому режимам, а перемещение в меридиональном направлении может вызвать нарушение привычной периодичности суточного режима.

Однако, в умеренной климатической зоне большинство людей, постоянно живущих в суровых условиях Севера или изнуряющей жары Юга, летом чувствуют себя прекрасно.

Акклиматизация к горному климату связана со специфическим воздействием горного ландшафта. В условиях горного климата основными воздействующими факторами являются: снижение концентрации кислорода в воздухе, пониженное атмосферное давление, повышенная УФ-радиация, изменение величины электрического потенциала, гипоаллергенная среда. Чем выше расположена местность над уровнем моря, тем интенсивнее действие всех этих факторов.

В процессе акклиматизации на недостаток кислорода организм усиливает работу тех органов и систем, которые осуществляют транспорт кислорода к клеткам: интенсивнее функционируют кровообращение и дыхание, увеличивается концентрация эритроцитов и гемоглобина, изменяется диссоциация оксигемоглобина, повышается активность ферментов дыхательной цепи, более экономичной становится центральная регуляция дыхания и кровообращения. Важнейшим условием адаптации к высоте является постепенное освоение высот. Несоблюдение этого условия может привести к развитию высотной болезни.

Повторное приспособление к ранее привычным условиям после временного пребывания в другой климатогеографической среде называется реакклиматизация.

Таким образом, способность к акклиматизации позволяет людям временно или постоянно проживать в различных климатических условиях.