空气卫生

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空气卫生(air hygiene),环境卫生学科的一个重要内容,重点研究空气与人体健康的关系。地球周围包围着很厚的一层空气,叫大气圈,通常可分为3层:对流层、平流层(同温层)、电离层。对流层是大气圈中最靠近地表而且密度最大的一层,空气总量的95%都集中在这一层内,并由于太阳辐射和大气环流的影响形成各种气象现象。人类就生活在这一层的底部,为此这一层与人类生命活动关系最密切。空气是人类赖以生存的重要环境因素之一,人机体与外界环境不断地进行着气体交换、热能交换等,以保持机体的正常生理活动。大气的组成成分,物理化学生物学特性与人类的健康和疾病密切相关。

自然状态的空气是一种无色、无臭、无味的混合气体,其化学组成是比较稳定的。在标准状况下(气温 0℃,纬度45°,海平面的大气压为760mmHg),干燥空气按容积百分比计算:氮占78.09%,氧占20.95%,氩占0.93%,二氧化碳占0.027%,四种成分占空气总容量的99.99%,其余是微量的氖、氦、氪、氢、等稀有气体。另外空气中还含有一定量的水蒸气以及尘埃、微生物等各种夹杂物。

大气是人体获得氧气的唯一天然来源。成年人每日平均呼吸10~21m3空气,在约100m2肺泡面积上进行气体交换,从空气中吸入生命活动所必需的氧,向大气排出代谢过程中所产生的二氧化碳等废气。大气的正常组成是保证人体生理功能和健康的必要条件。由于自然界的物质循环,空气中的各种基本组成成分始终保持相对恒定,不会发生严重缺氧或氧过多而影响健康的情况。另外机体对空气中氧含量的变化,有较大的适应能力。在海拔高的地区、高山上,高空中,由于空气稀薄,氧的绝对量降低,大多数人可以逐渐适应。但氧含量降低到一定限度以下即可引起缺氧的症状,如恶心呕吐头晕头痛、脑力活动减弱等。最重时可直接危害机体的健康和生命。氧含量降低至7~8%,对一般人来说是一个危险的界限,可引起窒息体温下降、神志障碍、循环障碍等现象,甚至死亡。在下水道内,很深的矿井中或矿坑爆炸后,以及非常密闭的室内(潜水艇内等)都可能有空气中氧含量减少的情况。空气中氧含量过多的现象只有在特殊情况下存在,如使用氧气筒供氧时,其中氧含量可达40~60%,对机体无损害。但若在高压下吸入纯氧则可能引起氧中毒

大气中CO2的含量不多,CO2红外线的吸收性较强,大气下层的长波太阳辐射和地表的长波辐射绝大部分被大气中的CO2和水蒸气吸收,因此接近地面处气温升高,形成温室效应。由于燃料的燃烧,大气中CO2含量逐渐增高。1880~1975年,大气中CO2含量增加10%以上,1990年代大气中CO2已达0.033%,影响气候变化。

人们的生活和生产活动产生大量有害物质,排入空气中,这些有害物质在种类和数量上超过了外界自然环境正常组成的变动范围和大气卫生标准限量值水平,使空气受到污染,可直接或间接地影响人体健康。

大气的物理性状包括太阳辐射、气温、气流、气湿、气压等的气象因素以及空气离子化等。人体与外界环境之间不断进行热交换,在热交换中,气象因素起很大的作用,它们(气温、气湿、气流)综合作用于人体,其中气温起主导作用,引起机体的冷热感觉和体温调节,以保持体温的相对恒定。人体对环境气象条件的适应能力是有一定限度的,当环境温度接近和高于体温时,机体散热困难。气湿大、气流小的环境条件,更不利于机体散热。特别是有热辐射源作用于机体时,人体易发生热蓄积。当环境温度低于体温时,温度愈低人体散热愈快,气湿和气流愈大和负辐射作用下,机体散热更快。气象因素的变动超出一定范围(如酷寒和阴湿、炎热及强烈的太阳辐射等)可使机体出现热平衡失调,引起许多疾病,如日射病和热痉挛感冒关节炎神经炎神经痛肌肉痛冻伤等。

空气离子化是空气的分子发生电荷的变化。空气中的气体(如氧、氮等)分子一般呈中性。在外界因素(如太空中各种射线放射性物质、或闪电等)作用下,气体分子发生电离,产生正、负离子,正负离子与中性分子结合形成正、负轻离子。正、负轻离子再与空气中的尘、雾、水蒸气相结合形成正、负重离子。空气离子化程度,一般用 1立方厘米空气中离子的总数来表示,也可用正离子与负离子的比值来表示。在疗养地、农村和高山,空气清洁,绿化面积大,轻离子浓度较高,约为2500~40000/cm3,在山溪、瀑布处常发生喷筒电效应,轻离子增多,特别是负离子多,正、负离子比值最低可达0.07。城市空气中正、负重离子增多。一般认为,在一定浓度下,负离子对机体起到镇静、催眠、镇痛镇咳止痒、止汗、利尿、降低血压、增进食欲、改善注意力、增强工作能力等良好作用。正离子则相反起着不良影响。为此可利用负离子进行治疗、康复疗养;也可用空气离子化程度评价空气污染的程度和选择疗养地。

空气中微生物种类很多,但主要是对人无害的抵抗力较强的腐物寄生物,如球菌、芽孢杆菌霉菌等。一般抵抗力较弱的病原微生物被空气稀释、在日光照射和干燥条件下很容易死亡。呼吸道传染病病人的周围空气中,经常可以找到结核杆菌白喉杆菌流感病毒等病原微生物。这些病原微生物可附着在灰尘上散布在空气中,传播疾病。

平流层位于对流层之上,其上界高达80~90km。此层空气稀薄。于其间40~50km处,有一层臭氧层。臭氧层能吸收99%以上的短波紫外线,可保护地球上的生物不受这些杀伤力极强的射线的损害。但近年来科学家们发现臭氧层已遭到破坏(见大气污染)。

研究掌握大气的理化和生物学特性对健康的影响,可充分利用不断变化的气象因素锻炼身体,提高机体的适应能力和耐受力;增强抗病能力;选择和创建日光充足,空气新鲜,负离子较多的良好的生活居住环境,防治大气中有害因素的影响,以保证人体健康,提高免疫力,增强机体抵抗力,提高健康水平。

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