Гигиена физического воспитания и спорта

Девочки

Спортсмены

3155

75

21

Неспортсмены

2725

47

16

14-летние

Мальчики

Спортсмены

3810

127

27

Неспортсмены

2960

86,8

19,1

Девочки

Спортсмены

3218

76

20

Неспортсмены

2875

76,2

22,2

15-летние

Мальчики

Спортсмены

4642,3

134

29

Неспортсмены

3483

87

23

Девочки

Спортсмены

3206

88

20

Неспортсмены

2900

65

24

У юных спортсменов в покое снижается частота дыхания и увеличивается вентиляция легких как за счет углубления, так и за счет учащения дыхательных движений. Во время физических упражнений глубина дыхания, как правило, не превышает 30--40% от величины ЖЕЛ, а частота дыхания увеличивается с 10--20 в покое до 30--40 в минуту и более во время занятий.

Ритму дыхания соответствуют аналогичные ритмичные колебания в состоянии многих физиологических систем вследствие иррадиации по нервной системе колебаний возбуждения дыхательного центра. Поэтому физическая работоспособность оказывается неодинаковой в различные фазы дыхательного цикла. Сила мышц выше всего при задержке дыхания и в паузе после выдоха, несколько меньше эта величина на выдохе и еще меньше на вдохе. Время двигательных реакций укорачивается на вдохе (табл.7).

Таблица 7 - Изменения работоспособности в различные фазы дыхательного цикла (по К. М. Смирнову)

Показатель	Вдох	Выдох	Пауза
Становая сила, кг	119	127	133
Время двигательной реакции, мс	394	429	433

Во время занятий физической культурой и спортом повышается диффузионная способность газов, т.е. количество кислорода и, следовательно, углекислого газа, диффундирующие в единицу времени при разнице парциального давления по обе стороны альвеолярной мембраны в 1 мм рт.ст. Это вызвано раскрытием во время работы большего, чем в покое, числа легочных капилляров. Увеличиваются общая емкость капиллярного русла в малом круге кровообращения и скорость кровотока через легочные капилляры.

Более активная вентиляции легких при занятиях физической культурой и спортом приходится благодаря усилению работы дыхательных мышц в результате эфферентных влияний из центральной нервной системы.

Эндокринные функции при занятиях физической культурой и спортом. В зависимости от мощности физических нагрузок у лиц, занимающихся физической культурой и спортом, увеличивается содержание в крови норадреналина и адреналина, а также кортизона и кортикостерона. В процессе адаптации к физическим нагрузкам, т.е. по мере развития тренированности, эти изменения становятся менее выраженными, а иногда совсем не выявляются. В то же время увеличиваются возможности повысить содержание катехоламинов в крови. Во время предельной физической нагрузки у более подготовленных спортсменов содержание норадреналина и адреналина в крови выше.

При длительной мышечной работе активность симпатико-адреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем снижается. То же самое происходит с уровнем адреналина и норадреналина в крови. Это связано с меньшей активностью ферментов биосинтеза адреналина в надпочечниках, что может иметь причинную связь со снижением уровня глюкокортикоидов. Содержание глюкокортикоидов в крови снижается при длительной мышечной работе вследствие повышенной активности гиппокампа, приводящей к угнетению функции гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы. Это защитная реакция организма, предотвращающая исчерпывание его ресурсов, в чем состоит сущность физического утомления. Тем не менее утомление при длительной мышечной работе может по-разному выражаться в гормональных изменениях. При работе умеренной мощности функции коры надпочечников иногда активизируются лишь в том случае, если продолжение работы требует значительного волевого усилия.

Мышечная работа сопровождается усиленной активностью и ряда других эндокринных желез. В крови повышается концентрация глюкогена, сематотропина, альдостерона, вазопрессина, тес-тостерона. Причем если другие изменения можно рассматривать как результат усиления секреции соответствующих гормонов, то увеличение содержания тестостерона сочетается с уменьшением скорости его элиминации из крови во время мышечной работы. Продуцирование альдостерона возрастает при длительных упражнениях, сопровождающихся усилением потоотделения. Например, у пловцов в водной среде хорошие возможности для теплоотдачи, и поэтому необходимость в потоотделении незначительна, экскреция альдостерона не увеличивается при напряженных тренировках. При выполнении мышечной работы содержание тиреоидных гормонов щитовидной железы в крови достигает уровня, наблюдаемого у нетренированных лиц в покое. Очевидно, лишь для тренированного организма, отличающегося высокой экономичностью обменных процессов, характерно снижение активности щитовидной железы в покое.

Уровень инсулина в крови снижается во время длительной физической работы, и это результат не только уменьшения его секреции, но и усиления его распада.

Рост концентрации адреналина, норадреналина, глюкогена и сематотропина в крови имеет важное значение для мобилизации энергетических ресурсов организма.

Занятия физическими упражнениями вызывают перестройку в терморегуляции за счет усиления энерготрат и обмена веществ. Так, при тяжелой мышечной работе потребление кислорода и расход энергии возрастают по сравнению с покоем в несколько раз. Обмен веществ в процессе сравнительно легкой физической работы повышается в основном за счет усиления энерготрат в скелетных мышцах, а также в сердце и мозге, а затраты энергии на работу внутренних органов уменьшаются. При более тяжелых мышечных работах расход энергии возрастает на 95%.

Таким образом, потребление кислорода и расход энергии у человека зависят от тяжести мышечной работы (табл. 8).



Таблица 8 - Величины потребления кислорода и расхода энергии у человека в состоянии покоя и при различных видах мышечной работы (по А. И. Колотилову и С.А. Косилову)

Вид мышечной деятельности	Потребление кислорода, мл/мин	Расход энергии, ккал/мин	Расход энергии за сутки, ккал/мин
Состояние покоя	180-200	1,0	1400-1700
Мышечная работа средней степени тяжести	500-1500	2,7-7,5	3000-4000
Мышечная работа высокой степени тяжести	1000-3000	5-15	4000-5000

К мышечной работе в условиях оптимального микроклимата, а также к работе в условиях нагревания или охлаждения можно адаптироваться, т. е. сделать ее более экономной по уровню энерготрат и более переносимой по показателям теплового состояния. Систематическая тренировка в том или ином виде спорта приводит к снижению частоты пульса, кровяного давления и поглощения кислорода.

Как видно из таблицы 9, скорость и объем поглощения кислорода у лыжников с разной степенью тренированности могут различаться практически в 2-3 раза. Интенсивность энерготрат при легкоатлетическом беге распределяется следующим образом: 100 м -- 300 ккал/мин; 400 м - 180 ккал/мин; 800 м - 120 ккал/мин; медленный бег трусцой -- 15 ккал/мин.

Таблица 9 - Поглощение кислорода у лиц разной тренированности при передвижении на лыжах (по А. И. Колотилову и С. А. Косилову)

Лыжники	Поглощение кислорода
	Скорость, м/мин	Объем, л/мин	мл/кг массы тела на 100 м
Нетренированные	84	1,795	25,7
Тренированные	192	1,108	7,4



В процессе тренировки детей младшего школьного возраста, направленной на развитие силы мышц, увеличиваются показатели силы мышц -- в среднем на 12%, быстроты движений -- на 8,7%, общей выносливости - на 1,2%. В группе детей, тренировавших быстроту движения, эти величины улучшаются соответственно на 6,9 и 7,6%, а показатели общей выносливости ухудшаются на 2,5%. У детей, тренировавших общую выносливость, на 28,6 % повысились показатели выносливости, показатели быстроты движения практически не изменились, а мышечная сила возросла на 7,8%.

Таким образом, целенаправленное, правильно дозированное с позиции возрастных функциональных возможностей занятие физическими упражнениями способно вызвать комплексное улучшение показателей основных двигательных качеств и значительно повысить функциональные возможности двигательного анализатора детей.

Нормализация двигательной активности в процессе занятий физической культурой снижает риск инфаркта на 50%. Известно, что наиболее высокий уровень смертности среди людей с низким уровнем физической подготовленности -- 64 случая на 10000 человек. Низкая смертность наблюдается среди лиц со средним уровнем физической подготовленности, а самая низкая -- у людей, чья физическая подготовленность оценивается как очень высокая -- 18,6 случая на 10000 человек (В.И. Белов). Сравним данные о заболеваемости спортсменов и неспортсменов (табл.10).

Таблица 10 - Частота некоторых заболеваний у спортсменов и практически здоровых рабочих того же возраста (по Н.Д. Гориневской)

Заболевания	Частота заболеваний, %
	Спортсмены	Неспортсмены
Органические заболевания сердечнососудистой системы	0	1,1
Гипертонические состояния	4,2	10,6
Вегетодистония	3,8	7,7
Заболевания органов пищеварения	2,9	5,6
Хронический тонзиллит	1,6	6,2
Сколиоз	0	12,5

Частота заболеваний гриппом в период эпидемий (на 10 000) и число дней нетрудоспособности (по Н.Д. Гориневской) у спортсменов также ниже: соответственно 68 и 2,7, у неспортсменов 130 и 5,8. Различаются эти группы и по длительности заболеваний (табл. 11).

Таблица 11 - Длительность заболеваний у спортсменов и неспортсменов разного возраста (по М.Я. Левину и С.В. Хрущеву)

Группа	Продолжительность заболевания (дни)
	ОРИ	Ангина	Гнойничковые поражения кожи	Лимфаденит
10--14-летние
Спортсмены	5,4	7,3	10,5	8,5
Неспортсмены	8,6	11,3	5,6	13,3
15--17-летние
Спортсмены	4,6	7,4	8,5	6,7
Неспортсмены	8,3	10,0	6,9	10,0

Таким образом, у физически тренированных лиц уровень общей и инфекционной заболеваемости в 2--3 раза ниже, чем в других группах населения благодаря активации генетического аппарата клетки, вызывающей усиление синтеза нуклеиновых кислот и белков, в том числе и белка митохондрий. Это приводит к увеличению их мощности и повышенному ресинтезу аденазин-трифосфорной кислоты (АТФ) в результате дефицита энергетических образований (макроэргических фосфатов), активизации процессов фосфорилирования и гликолиза. Этот сдвиг и становится сигналом для генетического аппарата клетки.

Таким образом, факторы, определяющие рост и развитие, должны иметь характер физиологического стресса, естественное следствие которого -- повышение активности физиологической системы, индуцирующей невозвращение этой системы к исходному уровню, ее восстановлению с избытком (И.А. Аршавский).

Среди лиц, не занимавшихся физической культурой, за медицинской помощью обращались 58 %, среди занимавшихся нерегулярно -- 38%, а среди лиц, регулярно занимавшихся физическими упражнениями, -- лишь 20,8%.

Контрольные вопросы и задания

1. Что понимается под «индивидуальным здоровьем»?

2. Дайте определение понятию «функциональное состояние».

3. Укажите основные признаки нарушения функционального состояния организма.

4. Перечислите основные гигиенические принципы физической культуры и спорта.

5. В чем заключается оздоровительное воздействие физической культуры и спорта на сердечно-сосудистую систему человека?

6. В чем заключается оздоровительное воздействие физической культуры и спорта на дыхательную систему человека?

7. В чем заключается оздоровительное воздействие физической культуры и спорта на эндокринную систему человека?



Глава 3. Гигиена воздушной среды

3.1 Физиологическое значение воздуха для человека

Важнейшие компоненты воздуха обеспечивают жизнедеятельность организма человека, участвуя в окислительно-восстановительных процессах на разных уровнях организации организма: клетка -- ткань -- орган -- организм.

Воздух принимает все продукты газообмена человека с окружающей средой.

Воздух является основной средой, в которой происходит тепловой обмен организма человека с окружающей средой: конвекционная отдача тепла и испарение влаги из легких, выделяемой при дыхании.

Кроме того, воздух выполняет еще одну, чрезвычайно важную для жизни человека функцию, а именно: разбавление до безопасных концентраций ряда химических загрязнителей, что снижает возможное вредное влияние внешней среды на организм человека.

Воздух -- это высокоэффективное и наиболее экологичное оздоровительное средство. Он используется как мощный закаливающий фактор в различных оздоровительных системах.

Основные гигиенические показатели качества воздушной среды:

физические свойства воздуха (температура, влажность, скорость движения, атмосферное давление, уровень солнечной радиации, электрическое состояние, уровень ионизирующей радиации);

химический состав (концентрация и соотношение химических постоянных составляющих, наличие или отсутствие химических загрязнителей -- посторонних газов, уровень ионизации);

наличие или отсутствие различных механических примесей (органической или неорганической пыли, дыма, сажи);

уровень бактериального загрязнения (наличие или отсутствие микроорганизмов).

Каждый из этих показателей отражает влияние на организм человека конкретных гигиенических факторов воздушной среды и имеет самостоятельное значение в оценке ее качества.

С точки зрения гигиены наибольший практический интерес представляет состояние и качество тропосферы -- слоя воздуха, простирающегося до высоты 10--12 км от Земли, поскольку жизнедеятельность человека протекает именно в тропосфере.

3.2 Гигиеническое значение физических свойств воздуха

Основные физические свойства воздуха: температура, влажность, скорость движения, барометрическое давление. Именно температура, влажность и скорость движения влияют на тепловой баланс организма, в значительной мере определяя его теплообмен с окружающей средой (испарение влаги при дыхании, теплоотдаче, конвекции). Теплоотдача происходит при соприкосновении человека с поверхностями, имеющими более низкую в сравнении с кожей человека температуру (стеной помещения, защитным ограждением), конвекционная -- при нагревании воздушных масс, соприкасающихся с поверхностью кожи человека.

Температура воздуха. Это постоянно действующий на человека физический фактор окружающей среды. Основным источником тепла на Земле служит тепловое солнечное излучение, в результате которого разогревается почва, которая, в свою очередь, нагревает прилегающие к ней слои воздуха.

Температура воздуха зависит главным образом от количества солнечной энергии (суточного и годового), широты и высоты местности над уровнем моря, удаленности от морей и океанов, наличия растительности.

Температура воздуха испытывает суточные и годовые колебания. Например, самый низкий суточный показатель предшествует восходу солнца или совпадает с ним по времени, а самый высокий наблюдается в период от 13 до 15 ч.

Основное гигиеническое значение температуры воздуха состоит в ее влиянии на тепловой обмен организма с окружающей средой: высокая температура затрудняет отдачу тепла, низкая, наоборот, повышает ее.

Человек может приспособиться к условиям внешней среды, перенося даже значительные колебания температуры воздуха, что обеспечивается сложными терморегуляторными механизмами. В их основе способность организма человека изменять объем тепла и интенсивность его выработки (разная интенсивность окислительно-восстановительных процессов, обеспечивающих выделение энергии и теплопродукции) и теплоотдача во внешнюю среду (изменение диаметра периферических сосудов кожи, перемещение крови в глубоколежащие ткани и внутренние органы).

Если человек находится в условиях низкой температуры, у него усиливается теплопродукция и уменьшается диаметр периферических сосудов кожи, усиливается приток крови к глубоким тканям и внутренним органам. При повышенной температуре у человека снижаются уровень и интенсивность теплопродукции и увеличивается диаметр периферических сосудов кожи, снижается приток крови к глубоким тканям и внутренним органам. В обоих случаях сохраняется оптимальный тепловой баланс организма и окружающей среды.

В основе физической терморегуляции теплового баланса организма лежат различные механизмы теплоотдачи. Основные из них:

излучение тепла с поверхности тела к более холодным окружающим предметам;

конвекция - нагревание воздуха, прилегающего к поверхности тела человека;

испарение влаги с кожи и слизистых оболочек дыхательных путей.

В состоянии покоя и теплового комфорта тепловые потери конвекцией составляют в среднем 15,3%, излучением -- 55,6 и испарением - 29,1 %. В условиях высоких или низких температур воздуха или во время интенсивной физической работы эти величины значительно изменяются.

Однако возможности механизмов терморегуляции далеко не безграничны. При длительном нахождении в неблагоприятных температурных условиях (высокая или низкая температура воздуха) может наступить срыв адаптации механизмов терморегуляции, сопровождающийся нарушением теплового баланса организма и среды. В свою очередь, это может привести к функциональным (перегревание или переохлаждение, тепловой удар) или глубоким патологическим нарушениям.

При длительном пребывании человека в условиях высокой температуры повышаются температура тела, ЧСС изменяется, повышается или снижается артериальное давление, нарушаются обменные процессы, особенно водно-солевой, функциональное состояние органов желудочно-кишечного тракта. Одновременно значительно снижается умственная и физическая работоспособность. Например, работоспособность человека при температуре воздуха +24° С снижается на 15% по сравнению с ее уровнем в комфортных условиях, а при температуре +28 °С - уже на 30%.

В этих же условиях выполнение физических упражнений, вызывающих увеличение теплопродукции, нарушение теплового баланса, приводящее к перегреванию, развиваются значительно быстрее. При выполнении физических упражнений в особо неблагоприятных метеорологических условиях (высокие температура и влажность, низкая скорость движения воздуха) может наступить значительное перегревание (тепловой удар). В состоянии покоя тепловое равновесие при нормальной влажности воздуха сохраняется при температуре воздуха +20...+25°С. Во время физической работы легкой или средней тяжести для обеспечения оптимального теплового баланса необходима температура воздуха +10...+15°С, а при тяжелой физической работе +5...+10°С.

Выполнение физических упражнений в условиях высокой температуры воздуха приводит к нарушению функционального состояния центральной нервной системы занимающихся: ухудшаются концентрация и устойчивость внимания; нарушается зрительно-моторная координация, снижается скорость простой и дифференцировочной зрительно-моторной реакции; подвижность основных нервных процессов в коре головного мозга. Эти изменения способствуют повышению уровня спортивного травматизма.

В условиях жаркого климата снижается иммунобиологическая реактивность организма человека, что приводит к снижению его сопротивляемости различным инфекционным заболеваниям.

Длительное воздействие относительно низких температур воздуха или кратковременные воздействия особенно низких температур вызывают значительные нарушения функционального состояния. Например, переохлаждение ног может одновременно сопровождаться и снижением температуры слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Это часто приводит к возникновению различных простудных заболеваний или обострению хронических заболеваний (мышц и связочно-суставного аппарата; ревматизма; радикулита и др.). В результате постоянного охлаждения организма снижается уровень неспецифической иммунобиологической реактивности организма, повышается частота возникновения простудных и инфекционных заболеваний.

Физические упражнения при пониженных температурах вызывают ухудшение эластичности и сократительной способности мышц и связок, что является одной из причин травматических повреждений опорно-двигательного аппарата.

Резкое местное охлаждение поверхностных тканей способно вызвать обморожение. Основные средства профилактики переохлаждения организма: оптимальный режим труда и отдыха; рациональное питание; рациональная одежда. Кроме того, согревающее действие оказывают и активные интенсивные движения. Повысить устойчивость организма к холоду можно с помощью закаливания.

Эффективными средствами физической культуры, обладающими выраженным закаливающим эффектом, являются занятия зимними видами спорта, круглогодичные учебно-тренировочные занятия на открытом воздухе в облегченной одежде.

Для жилых помещений при нормальной влажности воздуха оптимальна температура +18°С. Если она выше +24...+25°С и ниже +14... +15 ° С при тех же условиях, может нарушиться тепловой баланс. Поэтому она считается гигиенически неблагоприятной.

Для спортивных залов гигиеническая норма -- температура +15 °С. Однако она должна дифференцироваться в зависимости от вида спортивной деятельности, «моторной» плотности уроков физической культуры, интенсивности их проведения и степени тренированности занимающихся. Так, для гимнастов-новичков оптимальны +17 °С, а для хорошо тренированных спортсменов +14...+15°С, в залах для спортивных игр+14...+16 °С, для борьбы +16...+18°С, в закрытых легкоатлетических манежах +15... +17 °С, на открытом воздухе +18...+20° С (при нормальной относительной влажности и скорости движения воздуха 1,5 м/с).

Для ходьбы на лыжах гигиенически оптимальна температура воздуха от -5 до -15 °С, а в тихую сухую погоду она может быть более низкой; для зимней тренировки бегунов на короткие дистанции --22... --25 °С при скорости движения воздуха не более 5 м/с, марафонцев --18° С.

Влажность воздуха. Наряду с другими гигиеническими факторами (температура и скорость движения воздуха) влажность воздуха оказывает мощное влияние на теплообмен организма с окружающей средой.

Под влажностью воздуха понимается содержание водяных паров (г) в 1 м3 воздуха.

Основные показатели влажности воздуха:

абсолютная влажность -- абсолютное количество водяных паров, находящихся в 1 м3 воздуха в конкретное время при конкретной температуре;

максимальная влажность -- количество водяных паров, обеспечивающих полное насыщении 1 м3 воздуха влагой при конкретной температуре воздуха;

относительная влажность -- отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной (%);

дефицит насыщения -- разность между максимальной и абсолютной влажностью воздуха.

Наибольшее гигиеническое значение имеет относительная влажность воздуха: чем она ниже, тем меньше воздух насыщен водяными парами и тем интенсивнее испаряется пот с поверхности тела, что усиливает теплоотдачу.

При высокой температуре воздуха (+30... +35 ° С) основной путь отдачи тепла организмом во внешнюю среду -- испарение. В таких условиях теплоотдача посредством конвекции и излучения значительно снижена из-за несущественной разности температуры тела и нагретых воздухом окружающих предметов. Из-за этого ухудшается общее самочувствие, снижается работоспособность, особенно во время занятий физическими упражнениями, усиливающими теплообразование.

При низкой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача во внешнюю среду усиливается благодаря большей теплопроводности влажного воздуха по сравнению с сухим. Одновременно возрастает теплопроводность одежды из-за повышенной влажности воздуха в под одежном пространстве.

Нормальной относительной влажностью воздуха в помещениях принято считать 30--60%. При физической работе эта величина не должна превышать 30--40%, а при более высокой температуре (+25 °С) - 20-25%.

Движение воздуха. Воздух почти всегда находится в движении из-за неравномерного его нагревания. И это движение характеризуется двумя показателями: направлением и скоростью. Направление движения воздуха зависит от того, с какой стороны света дует ветер, и обозначается румбами -- начальными буквами сторон света: север (С), юг (Ю), восток (В), запад (3). Существуют еще и промежуточные румбы. Таким образом, весь горизонт делится на восемь румбов: север, северо-восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад.

Для гигиенически рационального размещения строящихся спортивных сооружений важно учитывать преобладающее в данной местности направление ветра. Спортивные сооружения необходимо располагать с наветренной стороны по отношению к основным источникам загрязнения воздуха (промышленным предприятиям, сельскохозяйственным объектам, очистным сооружениям, оживленным автомобильным и железнодорожным магистралям и т.п.).

Для определения преобладающего направления движения ветра в конкретной местности применяется роза ветров, графическое изображение частоты (повторяемости в течение года) направления движения ветров по румбам.

Роза ветров строится следующим образом: на схему наносятся основные и промежуточные румбы, определяется центр их пересечения. По линиям румбов откладываются отрезки, длина которых соответствует числу дней с одинаковым направлением ветра; концы отрезков соединяются прямыми линиями. Штиль изображается окружностью в центре розы ветров; радиус окружности соответствует числу безветренных дней.

Скорость движения воздуха. Она определяется расстоянием (в метрах), проходимым массой воздуха в единицу времени (за 1 с). Гигиеническое значение движения воздуха заключается в его влиянии на тепловой баланс организма. Движение воздуха определяет уровень теплоотдачи путем конвекции (более холодные массы воздуха удаляют с поверхности тела нагретые его слои) и испарения.

Наибольший охлаждающий эффект возникает при высокой относительной влажности и низкой температуре воздуха. Если же относительная влажность воздуха высока и его температура превышает температуру тела, появляется нагревающий эффект. При небольшой относительной влажности движущийся воздух охлаждающе действует на организм за счет усиления испарения.

Ветер, оказывая определенное давление на поверхность тела, затрудняет передвижение человека. Это приводит к дополнительному расходу энергии и снижению продуктивности физической работы. Например, сильный встречный ветер замедляет скорость движения на марше на 20--25%. Кроме этого сильный ветер затрудняет дыхание, нарушая его ритм, и увеличивает нагрузку на дыхательные мышцы, что обусловлено необходимостью преодоления сопротивления давления встречного ветра при выдохе. При сильном ветре, направленном в спину, несколько затрудняется вдох вследствие некоторого разряжения воздуха. В процессе тренировочно-соревновательной деятельности все это может привести к снижению спортивных результатов.

Наиболее благоприятной скоростью движения воздуха в летнее время считается 1-4 м/с, а при занятиях спортом в жаркие дни -- 2--3 м/с.

В спортивных залах допустима скорость движения воздуха до 0,5 м/с, в залах для борьбы и настольного тенниса она не должна превышать 0,25 м/с, в залах с ванными в крытых бассейнах -- 0,2 м/с. В душевых, раздевальных и массажных помещениях она должна быть не более 0,15 м/с.

Атмосферное давление. Воздух, обладая массой и весом, оказывает определенное давление на поверхность Земли и находящиеся на ней предметы и живые существа, называемое атмосферным, или барометрическим.

Атмосферное, или барометрическое, давление на поверхности земного шара непостоянно и неравномерно. Величина его зависит от географических условий, времени года и суток и различных атмосферных явлений. С высотой давление падает, области высоких давлений совпадают с низкими температурными условиями.

Нормальное давление. Нормальным атмосферным давлением принято считать давление, равное 1 атмосфере (такое давление, которое уравновешивает столб ртути высотой 760 мм при температуре 0°С на уровне моря и широте 45°). При этих условиях атмосфера давит на 1 см2 поверхности земли с силой, равной 1 кг.

Незначительные колебания атмосферного давления здоровыми людьми не ощущаются, а у лиц, имеющих различные отклонения в состоянии здоровья, ухудшается самочувствие и могут обостряться заболевания.

Пониженное давление. С увеличением высоты атмосферное давление постепенно падает, одновременно снижается парциальное давление кислорода. По мере его падения уменьшается насыщенность гемоглобина кислородом и ухудшается снабжение организма кислородом. На небольших высотах (1,5-3,5 км) кислородная недостаточность компенсируется усилением легочной вентиляции, сердечной деятельности, повышением продукции эритроцитов и др. На высоте более 4 км эта компенсация становится недостаточной и развивается гипоксия. Действие пониженного давления проявляется в виде так называемой горной болезни: появляются одышка, сердцебиение, посинение и бледность кожных покровов и слизистых оболочек, мышечная слабость, головокружение, тошнота, рвота. Самые первые признаки горной болезни: нарушения со стороны центральной нервной системы (ухудшение памяти, внимания), ухудшение функционального состояния двигательного анализатора (нарушение координации движений).

В процессе постепенной адаптации к пониженному атмосферному давлению в организме формируется комплекс компенсаторно-приспособительных реакций (рост числа эритроцитов, повышение уровня гемоглобина, изменение окислительных процессов в организме). Эти реакции обеспечивают сохранение нормальной жизнедеятельности человека в таких условиях. Основное средство профилактики горной болезни -- предварительная тренировка в горных условиях или в барокамере.

Повышенное давление. Повышенным считается атмосферное давление, превышающее 760 мм рт. ст. Это основной гигиенический фактор в некоторых видах профессиональной деятельности, например при подводных работах, на подводных лодках.

Повышенное давление приводит к возникновению чувства сдавления, боли в ушах, затруднению выдоха, увеличению ЧСС. Рост парциального давления кислорода и содержания азота, наблюдаемый при повышенном давлении, может оказывать и отравляющее воздействие на организм человека.

Ионизация воздуха. Это распад газовых молекул и атомов на отдельные ионы под влиянием различных ионизаторов. В результате возникают легкие (отрицательно заряженные, отрицательные) и тяжелые (положительно заряженные, положительные) аэроионы.

Количество ионов в воздухе непостоянно, так как одновременно с ионообразованием происходит обратный процесс: потеря ионов вследствие воссоединения положительных и отрицательных ионов, адсорбции ионов на различных поверхностях (дыхательные пути, поверхность тела, одежда и др.) и оседания на различных частичках, взвешенных в воздухе (пыль, дым, туманы и т.п.).

Оседающие легкие аэроионы превращаются в тяжелые ионы, отличающиеся большим размером и малой подвижностью. Это имеет важное гигиеническое значение: в загрязненном воздухе легких ионов всегда значительно меньше, чем в чистом, а тяжелых, наоборот, больше. Например, в сельских местностях число легких ионов в воздухе достигает 1000 в 1 см3 воздуха, тогда как в промышленных городах с загрязненной атмосферой их количество снижается в 10 раз. Количество легких ионов в плохо вентилируемых помещениях резко снижается.

Степень и характер ионизации воздуха служат гигиеническим критерием качества воздушной среды.

От характера ионизации воздуха зависят многие физиологические функции организма. Умеренно повышенные концентрации легких ионов (3000-5000 в 1 см3 воздуха) благоприятно влияют на самочувствие и состояние здоровья человека. При значительном преобладании положительных ионов возникает головная боль, ухудшается самочувствие, повышается артериальное давление. Под влиянием курса отрицательных аэроионов улучшается общее самочувствие, сон, аппетит, оптимизируется витаминный и минеральный обмен, повышается устойчивость организма к холоду, а также физическая работоспособность.

3.3 Химический состав воздуха

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.



Глава 4. Гигиена воды

4.1 Роль воды в жизнедеятельности человека

Вода - самое распространенное соединение водорода и кислорода в природе. Ее роль в жизни человека чрезвычайно велика и многообразна. Вода необходима прежде всего для поддержания гомеостаза (постоянства внутренней среды) организма.

Организм взрослого человека примерно на 65 % состоит из воды. Она входит в состав клеток, тканей, органов. В организме вода может быть свободной, составляя основу внутриклеточной и внеклеточной жидкости, входить в состав белков, жиров и углеводов и связанной в составе коллоидных систем. Большая ее часть заключена в клетках организма, а остальная - в межклеточной тканевой жидкости, крови, лимфе, пищеварительных соках и секретах различных желез. В крови содержание воды достигает 81%, мышцах - 75, костях - 20%. Вода служит средой для различных биохимических реакций, происходящих в организме человека в процессе различных видов обмена веществ, участвует во всех физико-химических процессах в организме и необходима для введения питательных веществ в растворенном виде в кровь, для ассимиляции и диссимиляции, удаления в растворенном и полурастворенном виде конечных продуктов обмена и обеспечения теплового баланса организма путем испарения.

Организм теряет в сутки в среднем 1,5 л воды с мочой, 400-600 мл - с потом, 350-400 мл - с выдыхаемым воздухом и 100-150 мл -- с калом.

При оптимальных микроклиматических условиях окружающей среды и легкой физической работе для восполнения потерь воды, происходящих через кожу, легкие и почки, и обеспечения нормального протекания физиологических функций человеку в среднем требуется 2,2-2,8 л воды в сутки (с учетом поступления воды с пищевыми продуктами). Человек выпивает примерно 1,5 л воды, получает с пищевыми продуктами -- 600--900 мл. В результате окислительных процессов в организме образуется 300--400 мл воды.

При высокой температуре воздуха и тяжелой физической работе потребность человека в воде из-за усиленного потоотделения увеличивается иногда до 6-8 л. Ограничение в приеме воды представляет большую опасность: нарушается водно-минеральный баланс в организме; повышается вязкость крови; задерживаются продукты обмена веществ. Все это приводит к значительным неблагоприятным изменениям функционального состояния организма, которые при определенных условиях способны перейти в тяжелые патологические необратимые изменения здоровья человека. Потеря 20 % содержащейся в организме воды вызывает смерть.

Вода имеет также большое гигиеническое, хозяйственное и промышленное значение. Особое место занимает вода в физическом воспитании и занятиях водными видами спорта. Это одно из наиболее эффективных оздоровительных средств физического воспитания. Вода широко используется для закаливания, лечебной физкультуры, личной гигиены занимающихся и как среда, в которой проводятся спортивные занятия по водным видам спорта.

Ежедневно человек расходует большое количество воды на приготовление пищи, поливку улиц, стирку белья и т.д. Величина общего расхода воды населением служит одним из показателей, характеризующих общие санитарные условия жизни. Гигиенически достаточная обеспеченность населения водой служит важным фактором в предупреждении возникновения различных инфекционных и неинфекционных заболеваний.

Употребление недоброкачественной воды способно оказать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Это может происходить как при употреблении воды для питья и приготовления пищи, так и при купании и плавании.

Природная вода может стать причиной ряда заболеваний, вызываемых недостатком или избытком в ней отдельных химических элементов и соединений, например йода, фтора, марганца, магния.

Вода рек и других открытых водоемов может оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека, если загрязнена различными веществами, попадающими в нее с промышленными, бытовыми и сельскохозяйственными сбросами, недостаточно очищенными и обеззараженными.

В воде, загрязненной бытовыми и промышленными сточными водами, часто присутствуют токсические органические и неорганические соединения, способные вызвать у человека при ее употреблении острые и хронические интоксикации. В последнее время довольно часто воду загрязняют радиоактивные соединения, попадающие в водоемы в результате техногенных катастроф.

Вода из загрязненного радиоактивными веществами водоема, если ее используют для питья, приготовления пищи, купания и хозяйственно-бытовых нужд, опасна как возможный источник лучевых поражений людей.

С водой могут передаваться различные инфекционные заболевания (водные инфекции).

Бактериальное загрязнение открытых водоисточников (водохранилищ, рек, озер) может происходить за счет сброса в них недостаточно очищенных промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод (фекальных, кухонных, банно-прачечных), смыва во время весенних паводков, ливней сельскохозяйственных и фекальных загрязнений, а также прямого загрязнения воды экскрементами больных людей или животных. Инфицирование подземных вод возможно в случаях гигиенически неправильного устройства колодцев, выгребных ям и т.д.

При недостаточной очистке и обеззараживании воды открытые и закрытые бассейны могут стать источниками и факторами передачи различных инфекционных заболеваний (кишечных, глазных, кожных и др.).

Качество питьевой воды в нашей стране нормируется специальными документами - государственными стандартами. В настоящее время действует ГОСТ «Вода питьевая». В соответствии с ним питьевая вода должна отвечать следующим требованиям:

* обладать определенными органолептическими свойствами (быть прозрачной, бесцветной, без посторонних запахов и привкуса);

* иметь определенную температуру и обладать освежающим действием;

* иметь определенный постоянный химический состав, не содержать избытка солей, способных оказать вредное влияние на здоровье, быть свободной от ядовитых веществ и радиоактивных загрязнений;

* не содержать патогенных бактерий, яиц и личинок гельминтов.

Водопроводная вода независимо от того, для чего она используется (для питья, поливки улиц и т.п.), вода бассейнов должны отвечать всем перечисленным требованиям.

Суммарная потребность в воде в населенном пункте определяется ее количеством, необходимым для удовлетворения физиологической потребности в ней людей, а также расходом на гигиенические, хозяйственно-бытовые и производственные цели.

Суточная потребность человека в питьевой воде зависит в основном от температуры воздуха и тяжести физической работы. Необходимо, чтобы количество выпитой и полученной с пищей воды полностью возмещало расход ее организмом за сутки. Наиболее оптимальным питьевым режимом считается такой, когда ее выпивают в достаточном объеме, небольшими порциями, с соблюдением определенного временного режима в течение суток, в соответствии с внешними условиями и характером физической нагрузки. Слишком обильное и беспорядочное употребление воды ведет к перегрузке организма жидкостью, увеличивает потоотделение, затрудняет работу сердца, снижает физическую работоспособность. Даже однократный прием избыточного количества воды переполняет на некоторое время кровяное русло и снижает осмотическое давление крови, повышает артериальное давление.

...