Тема 2: «Значение воздуха для человека. Гигиеническая характеристика температуры, влажности, давления климата»

На открытом воздухе и в различных помещениях необходимо считаться с санитарным состоянием воздушной среды, так как неблагоприятные изменения в ней могут причинить существенный вред здоровью.

Занятия физической культурой и спортом сопровождаются повышением температуры тела и легочной вентиляции. В случаях высокой температуры и влажности воздуха перегревание может наступить гораздо быстрее со всеми вытекающими последствиями (плохое самочувствие, снижение работоспособности, тепловой удар), загрязнение воздуха вредными химическими веществами и пылью — патологическое воздействие на организм — сказывается в большей мере. Однако и холодовые нагрузки могут причинить вред, отразиться на эффективности учебно-тренировочного процесса. Благоприятный климат, чистый воздух могут использоваться как эффективные оздоровительные факторы при проведении учебно-тренировочных занятий, организации оздоровительных лагерей и туристских походов.

Гигиеническая оценка воздушной среды включает физические свойства воздуха, химический состав, механические примеси, микрофлору. Температура воздуха в наибольшей степени влияетна тепловое состояние человека. Благодаря терморегуляционным механизмам, подчиняющимся центральной нервной системе, человек приспосабливается к различным условиям. Это достигается посредством химической и физической терморегуляции. В первом случае речь идет об изменении теплопродукции: при низкой

температуре воздуха, начиная с 15 °С и ниже, происходит усиленный распад пищевых веществ в организме, являющихся источником потенциальной тепловой энергии, а при высокой температуре он снижается.

Физическая терморегуляция заключается в изменении величины отдачи тепла телом. При низкой температуре воздуха просвет периферических кожных сосудов под влиянием кожных терморецепторов сужается, кровь перемешается в глубоко лежащие ткани(к внутренним органам) и предохраняет их от охлаждения. Температура кожи при этом падает, и разница между ней и температурой окружающей среды становится меньше, что снижает отдачу тепла.

            При высокой температуре воздуха кровеносные сосуды, наоборот, расширяются, приток крови к периферии увеличивается, температура кожи повышается и происходит усиленная отдача тепла с поверхности тела.

В условиях покоя, при комнатной температуре потеря тепла с поверхности кожи происходит посредством его излучения (радиации) к более холодным окружающим предметам (около 45 %), проведения, или конвекции, т.е. послойного нагревания, прилегающего к телу воздуха, находящегося обычно в движении (около 30%), и испарения влаги с кожи и слизистых оболочек верхних дыхательных путей (около 25 %).

При более высокой или низкой температуре воздуха и во время физической работы и спортивных нагрузок эти величины теплопотерь изменяются. Начиная с температуры 30 °С уменьшается отдача тепла излучением и проведением и увеличивается испарение, которое становится единственным путем теплоотдачи при температуре воздуха 37 °С.

Человек и животные при низкой температуре стремятся уменьшить отдачу тепла, принимая такое положение тела, при котором поверхность его становится меньше (съеживается).

Благодаря регулированию теплопродукции, теплоотдачи и применения некоторых вспомогательных мер (одежда, характер питания, жилище) человек сохраняет постоянство температуры тела, несмотря на внешние колебания, но бывают случаи, когда возможности организма оказываются недостаточными и происходит перегревание или переохлаждение тела с глубокими патологическими нарушениями.

Продолжительное пребывание в сильно нагретой атмосфере вызывает повышение температуры тела, учащение пульса, ослабление компенсаторной способности сердечно-сосудистой системы, изменение обмена веществ (особенно водно-солевого), понижение функциональной деятельности желудочно-кишечного тракта, головную боль, потерю аппетита. При таких условиях человек быстрее утомляется и его физическая и умственная работоспособность понижается.

Во избежание теплового удара, свидетельствующего об общем перегревании тела, необходимо, чтобы температура воздуха была на 5—10 °С ниже температуры тела. Верхняя граница терморегуляции у человека в легкой одежде, находящегося в покое, равна примерно 40 °С при нормальной влажности воздуха. При физической работе и высокой влажности она значительно снижается.

Повышение ее на 1—1,5 °С уже отрицательно сказывается на функции нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма, угрожающие симптомы наступают при температуре тела 41—42 °С.

Высокая температура отрицательно влияет на функции высшей нервной деятельности: понижаются внимание, точность и координация движений, скорость реакции, способность к переключению с одного вида работы на другой, что может послужить причиной травматических повреждений при занятиях спортом и некоторых видах производственной работы. При высокой температуре воздуха, в частности в жарком климате, организм ослабевает и становится более восприимчивым к инфекционным болезням.

При пониженной температуре воздуха отдача тепла увеличивается и создается опасность переохлаждения организма. Длительные или сильные кратковременные воздействия низких температур вызывают разнообразные рефлекторные реакции общего и местного характера с функциональными сдвигами не только в местах, подвергнутых охлаждению, но и в отдельных частях тела.

Резкие воздействия холода вызывают также охлаждение периферических нервов, мышц и связочно-суставного аппарата, что ведет к развитию или обострению ревматизма,

радикулита, неврита, люмбаго (прострел) и других так называемых простудных болезней, в основе которых лежит нарушение баланса регуляции обменных процессов.

Эластичность и сократительная способность мышц и связок уменьшаются, что может привести к травматическим повреждениям во время спортивных занятий. Охлаждению способствуют плохое питание, мышечное утомление, неподвижное состояние.

Переохлаждение можно предупредить и сделать это легче, чем  предохранить себя от перегревания. Для этого используют более теплую одежду, поддерживают в помещениях нормальную температуру, применяют те или иные процедуры закаливания, вырабатывающие привычку переносить неожиданные воздействия холода. Помогают также активные движения, прием пищи в горячем виде, что повышает температуру тела, в частности конечностей, предупреждая отморожения ног.

Наиболее благоприятной комнатной температурой считается18—20 °С при нормальной влажности воздуха и относительном покое. Температура воздуха выше 24—25 °С и ниже 14—15 °С при тех же условиях нарушает тепловое равновесие организма.

В летнее время для занятий ФКиС на открытом воздухе наиболее благоприятна температура 18—20 °С при нормальной влажности и скорости движения воздуха 1,5 м/с. Для ходьбы на лыжах оптимальной температурой считается −5—15 °С.

При температуре воздуха ниже −18 °С пребывание на воздухе во время урока особенно младших школьников должно быть сокращено до 25—30 мин, при увеличении времени на вводную и заключительную части, проводимые в помещении. Таким же образом строятся уроки в ветреные дни, когда скорость ветра достигает более 2,5—3 м/с, а температура воздуха опускается ниже −10 °С.

         Влажность воздуха характеризуется абсолютной влажностью —упругостью водяных паров, находящихся в воздухе при данной температуре, выраженной в мм. рт. ст. Максимальная влажность —упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре; относительная влажность — процентное отношение абсолютной влажности к максимальной; дефицит насыщения — разность между максимальной и абсолютной влажностью; физиологический дефицит влажности — разность между максимальной влажностью при 37 °С (температура тела) и абсолютной в момент наблюдения — указывает, сколько граммов воды может извлечь из организма каждый кубический метр вдыхаемого

При физической работе потоотделение и испарение резко увеличиваются даже при 0 °С. Во время интенсивных спортивных занятий потери воды нередко достигают 5—6 л в сутки, причем наблюдается иногда профузное потение, когда пот не успевает испаряться с поверхности кожи и стекает каплями. Такое состояние организма сопровождается ухудшением самочувствия и свидетельствует о резком напряжении терморегуляторного аппарата. Отдача тепла путем испарения при высокой температуре играет решающую роль в тепловом обмене организма с окружающей средой. Нагретый влажный воздух плохо  проводит тепло, и теплоотдача посредством конвекции, испарения, а также излучения из-за повышенной температуры окружающих предметов сильно

затрудняется.

При низкой температуре внешней среды и высокой влажности теплоотдача увеличивается. Это объясняется тем, что теплоемкость водяных паров (0,460) выше теплоемкости воздуха (0,137), вследствие чего на нагревание холодного сырого воздуха расходуется больше тепла. В результате конденсации влаги из воздуха одежда и кожа становятся увлажненными и более теплопроводными (теплопроводность воды в 25 раз больше теплопроводности воздуха), поэтому сырой воздух более холодный и скорее вызывает ощущение зябкости. Отрицательное действие высокой влажности про-

является обычно при температурах, близких к 0 °С. При сильных морозах влажность снижается, воздух под одеждой, согреваясь теплотой тела, приобретает крайнюю сухость, и потеря тепла сокращается.

Таким образом, сухой воздух в том и другом случае переносится легче. При высокой температуре, как уже указывалось, сухость воздуха облегчает отдачу тепла испарением, а при низкой — уменьшает теплоотдачу вследствие плохой теплопроводности. Неблагоприятное влияние сухого воздуха проявляется только при относительной влажности менее 15 % и выражается в ощущении сухости на губах, во рту, в носу в результате высыхания слизистых оболочек. Это может повлечь за собой снижение защитных свойств организма.

Движение воздуха характеризуется направлением, определяемым страной света, откуда дует ветер (румб), и скоростью движения в метрах в секунду или в баллах. Направление ветра служит показателем перемены погоды. В европейской части России юго-западные ветры приносят потепление, облачность, осадки, а северо-восточные — похолодание, сухую погоду.

При планировке города необходимо знать преобладающее, наиболее часто повторяющееся направление ветра в данной местности, чтобы жилые и общественные здания, стадионы располагались с наветренной стороны по отношению к промышленным предприятиям, могущим загрязнять воздух дымом и газами. При занятиях ФКиС важно предусмотреть охлаждающее влияние ветра, сопротивление, которое он может оказать выполняющим физические упражнения, и т.д.

Движение воздуха в городах способствует проветриванию улиц и дворов, улучшая их санитарное состояние.Ветер своим давлением на поверхность тела механически препятствует передвижению и выполнению физических упражнений.

В связи с этим повышается расход энергии и снижаются показатели мышечной работы. Сильный ветер замедляет скорость передвижения, усиливает нервно-мышечное напряжение. Он также препятствует дыханию, нарушая его нормальный ритм и увеличивая нагрузку на дыхательную мускулатуру. При встречном ветре необходимо придавать выдыхаемому воздуху скорость, превосходящую силу ветра. При ветре, направленном в спину, возникает препятствие для вдоха из-за некоторого разряжения. Во время занятий спортом эти обстоятельства могут иметь существенное значение, вызывая ряд неблагоприятных рефлексов в верхних дыхательных путях и отражаясь в конечном счете на ритме дыхания.

Температура, влажность и движение воздуха в зависимости от состояния человека могут усиливать или ослаблять суммарное действие перегревания или переохлаждения. Иногда в условиях открытой атмосферы к ним присоединяется воздействие солнечной радиации. Поэтому при гигиенической оценке состояния метеорологических факторов, влияющих на тепловой обмен, необходимо учитывать их суммарное тепловое действие.

Атмосферное, или барометрическое, давление у поверхности земного шара непостоянно и неравномерно. Величина его зависит от географических условий, времени года, суток и различных атмосферных условий; с высотой оно падает.

Понижение атмосферного давления предшествует дождливой, пасмурной погоде, обусловливаемой притоком более теплого влажного воздушного течения. Повышение давления влечет за собой сухую, ясную погоду с сильным похолоданием зимой (антициклоны).

С высотой атмосферное давление уменьшается и соответственно снижается парциальное давление кислорода в легочных альвеолах. В результате понижается насыщение гемоглобина крови кислородом, от чего ухудшается окисление венозной крови, протекающей в легкие (гипоксимия). При парциальном давлении кислорода в альвеолярном воздухе, равном в нормальных условиях 105 мм рт. ст., насыщение гемоглобина кислородом составляет 94—97 %, на высоте 2 км — до 70 %. Вследствие недостатка кислорода уменьшается поступление его в ткани, что нарушает протекание окислительных процессов (гипоксия).

Давление выше нормального наблюдается при водолазных работах и в кессонах, представляющих собой рабочее помещение в виде камеры, заполняемое сжатым воздухом для вытеснения воды (кессоны используют при постройке мостов для выемки грунта со дна реки). Водолазные работы производятся в скафандрах, в которые также подается сжатый воздух.

Под климатом подразумевается среднее состояние метеорологических условий, характерное для данной местности, а под погодой — временное состояние тех же условий. Однако средние величины температуры, влажности, скорости движения воздуха, уровня солнечной радиации и т.д. недостаточно характеризуют климат в медико-биологическом отношении: важно знать крайние значения температуры, а также других факторов, амплитуду колебаний и сроки, в течение которых они происходят. Климат определяется частотой смены типов погоды, представляющих собой ее комплексную характеристику.

Весенне-летние месяцы создают благоприятные условия для размножения кровососущих насекомых, которые служат передатчиками малярии, клещевого энцефалита и других заболеваний. Установлена определенная связь между резкими изменениями погоды и состоянием здоровья людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями (особенно гипертонией), бронхиальной астмой, ревматизмом, заболеванием почек и др.

Актуальное значение имеет способность людей приспосабливаться к новым условиям, называемая акклиматизацией. Эта проблема весьма важна в связи с освоением ряда новых районов страны, отличающихся разными климатическими условиями.

            Она важна и для спортсменов, участвующих в соревнованиях в разных областях страны и за ее пределами.

Физиологически акклиматизация представляет собой процесс адаптации к новым условиям внешней среды, в развитии которого большую роль играют функциональные изменения в центральной и вегетативной нервной системах, совершенствование ряда приспособительных механизмов, в частности терморегуляторного аппарата. Возможности акклиматизации довольно велики, однако при резких переменах климата могут возникнуть нарушения в установившемся равновесии между организмом и средой: перегревание/переохлаждение, эмоциональные расстройства, а иногда и патологические изменения, исчезающие только после определенного промежутка времени.

Термином «микроклимат» характеризуются климатические условия на ограниченной территории местности, например в пределах какого-либо населенного пункта, курорта, туристического лагеря и т.п.  Учебно-тренировочный процесс по количеству выделяемых организмом тепла и влаги в первом приближении может быть отождествлен с физической работой той или иной степени трудности. Поэтому при введении коррективов в связи с различными погодными условиями в учебно-тренировочный процесс пользуются нормативами, разработанными Институтом охраны труда, которые регламентируют физическую нагрузку в зависимости от метеорологических условий: температуры, влажности и скорости движения воздуха. Кроме того, учет метеорологических условий позволит более точно оценить функциональные возможности и степень подготовленности занимающихся ФК и С.

При определенных сочетаниях основных метеорологических параметров создаются неблагоприятные (дискомфортные) условия, вызывающие у занимающихся ФКиС в период учебно-тренировочных занятий и после их окончания повышенную раздражительность и переутомление, т. е. те явления, которые присущи эффекту перетренировки. Степень влияния дискомфортных условий зависит от ряда факторов, и в первую очередь от интенсивности физической нагрузки, физиологических особенностей занимающихся, степени их адаптации к неблагоприятным условиям и пр. Поэтому перед самим занятием необходимо вносить коррективы в тренировочные нагрузки с учетом фактической погоды и индивидуальных особенностей занимающихся ФК и С.

Вопросы для самоподготовки по теме:

1. Каково значение физических свойств воздуха при занятиях физическими упражнениями и спортом?

2. Каковы особенности терморегуляции при различных климатических условиях?

3. Каково влияние высоких температур на организм занимающихся физической культуры и спортом?

4. Каково влияние холодных температур на организм занимающихся физической культуры и спортом?

5. Какова гигиеническая характеристика температуры воздуха?

6. Какова гигиеническая характеристика влажности воздуха?

7. Какова гигиеническая характеристика атмосферного давления?

8. Какова гигиеническая характеристика влияния климата и погоды?

9. Какова гигиеническая характеристика микроклимата?

10. Каково значение учета метеорологических факторов при занятиях спортом?

Тест по теме 2: «Значение воздуха для человека. Гигиеническая характеристика температуры, влажности, давления климата»

Вариант 1

1. Повышенная температура воздуха отрицательно влияет на:

А) водно-солевой обмен;

Б) систему терморегуляции;

В) сердечно-сосудистую систему;

Г) функции высшей нервной деятельности;

2. Пониженная температура воздуха может вызвать нарушения:

А) периферической нервной системы;

Б) терморегуляции, уменьшая теплоотдачу;

В) терморегуляции, усиливая теплоотдачу;

Г) иммунной системы;

3.Условия микроклимата, при которых организм быстрее переохлаждается:

А) высокая влажность и высокая температура;

Б) низкая влажность и высокая температура;

В) высокая влажность и низкая температура;

Г) низкая температура и низкая влажность;

высокая влажность и низкое атмосферное давление.

4.     Приборами для измерения атмосферного давления являются:

А) барометр-анероид;

Б) чашечный барометр;

В) сифонный барометр;

Г) анемометр;

 5.  Воздушные ванны начинают принимать в помещении при температуре:
  А) 10-13⁰С;

  Б) 18-20⁰С;

  В) 24-25⁰С.

   Г) 5-7⁰ С.

 6. Параметрами микроклимата помещения являются:

А) температура воздуха;

Б) относительная влажность воздуха;

В) атмосферное давление;

Г) все ответы верны;

7.  Какая относительная влажность воздуха наиболее благоприятна для

      человека:

 А) 10-20%
 Б) 70-80%

 В) 45-60%

 Г) 90-95%

8. Пребывание в помещении с высокой влажностью и низкой                                температурой понижает:

А) иммунитет     

Б) выработку адреналина     

В) ритм сердечных сокращений

Г) скорость свертывания крови

9. Нормальным атмосферным давлением является:

 А) 740 мм рт. ст.

 Б) 760 мм рт. ст.

 В) 750 мм рт. ст.      

 Г) 720 мм рт. ст.

 10. На сколько групп можно разделить обилие метеорологической                  

       информации:
 А) 3

 Б) 5

 В) 4

 Г) 2

11. Какое воздействие высокое давление оказывает на человека:

А) вызывает чувство легкости, улучшением вдоха-выдоха,
Б) возникает чувство сдавливания, болей в ушах, затруднением выдоха

В) нормализация пульса

Г) все ответы верны

Тест по теме 2: «Значение воздуха для человека. Гигиеническая характеристика температуры, влажности, давления климата»

Вариант 2

1. Приборами для измерения атмосферного давления являются:

А) сифонный барометр;

Б) чашечный барометр;

В) барометр-анероид;

Г) анемометр;

2.На сколько групп можно разделить обилие метеорологической 

   информации:

А) 2

Б) 5

В) 4

Г) 3

3. Пониженная температура воздуха может вызвать нарушения:

А) иммунной системы;

Б) терморегуляции, усиливая теплоотдачу;

В) терморегуляции, уменьшая теплоотдачу;

Г) периферической нервной системы;

4. Нормальным атмосферным давлением является:

А) 740 мм рт. ст.

Б) 760 мм рт. ст.

В) 750 мм рт. ст.      

Г) 720 мм рт. ст.

5. Повышенная температура воздуха отрицательно влияет на:

А) водно-солевой обмен;

Б) систему терморегуляции;

В) сердечно-сосудистую систему;

Г) все ответы верны;

6. Воздушные ванны начинают принимать в помещении при температуре:
А) 10-13⁰С;

Б) 18-20⁰С;

В) 24-25⁰С.

Г) 5-7⁰ С.

7. Параметрами микроклимата помещения являются:

А) температура воздуха;

Б) относительная влажность воздуха;

В) атмосферное давление;

Г) все ответы верны;

8.Условия микроклимата, при которых организм быстрее переохлаждается:

А) высокая влажность и высокая температура;

Б) низкая влажность и высокая температура;

В) высокая влажность и низкая температура;

Г) низкая температура и низкая влажность;

9.Какая относительная влажность воздуха наиболее благоприятна для человека:

А) 10-20%

Б) 70-80%

В) 45-60%

Г) 90-95%

10.Какое воздействие высокое давление оказывает на человека:

А) вызывает чувство легкости, улучшением вдоха-выдоха,

Б) возникает чувство сдавливания, болей в ушах, затруднением выдоха

В) нормализация пульса

Г) все ответы верны

11. Пребывание в помещении с высокой влажностью и низкой                                температурой понижает:

А) иммунитет          

Б) выработку адреналина   

В) ритм сердечных сокращений

Г) скорость свертывания крови