W skład środowiska człowieka wchodzą wszystkie elementy znajdujące się w otoczeniu człowieka lub populacji, które wzajemnie na siebie oddziałują.
Wyróżniamy w tym środowisku :
1. Fizjosferę – część abiotyczną
2. Biosferę (ekesferę ) – tworzy powłokę biotyczną, na którą składają się organizmy żywe.
Dla potrzeb tematu mojej pracy będzie nas interesowała fizjosfera, w skład której wchodzą czynniki abiotyczne.
Czynniki abiotyczne to oddziaływanie nieożywionych elementów środowiska na organizmy. Wyróżniamy następujące czynniki : temperatura, ilość wody, ilość światła, powietrze będące źródłem tlenu, dwutlenku węgla, azotu i innych gazów, prądy, ciśnienie, ilość składników pokarmowych ( makro- i mikroelementów), pH ( odczyn ), zasolenie, zawartość substancji toksycznych.
Warstwę powietrza otaczającą glob ziemski nazywamy atmosferą. Termin ten pochodzi z greckiego : atmos = duch, para oraz sphaira = kula. Całość powietrznej osłonki kuli ziemskiej umownie dzielimy na 4 warstwy.
Pierwszą, otaczającą bezpośrednio kulę ziemską, zwiemy troposferą. Sięga ona do wysokości mniej więcej od 8 do 17 kilometrów w zależności od tego, czy jest to na biegunie (8-9 km), czy w pasach umiarkowanych ( 11-12 km), czy yeż równiku ( 16-17 km ).
Drugą warstwę zwiemy stratosferą. Warstwa ta rozpoczyna się od górnej granicy troposfery i sięga do wysokości od 80 do 90 km.
Trzecią warstwę stanowi jonosfera rozciągająca się odgórnej granicy stratosfery i sięgająca od 800 do 1000 km.
Czwarta warstwa, zwana strefą rozsiania sięga od górnej granicy jonosfery do wysokości mniej więcej 28 000 km nad biegunami a 42 000 km nad równikiem. Jest to wysokość, na której teoretycznie masa ziemi może jeszcze przyciągać poszczególne cząsteczki powietrza, ale niezależnie od przyciągania z tej właśnie warstwy ulatują one do przestrzeni kosmicznej.
Stosunek wzajemny mas powietrza w wymienionych 4 warstwach utrzymuje się w mniej więcej stałych granicach, wynosząc w troposferze około 79-80% całości, w stratosferze około 20%, w jonosferze około 0,5%, a w sferze rozsiania stanowi zupełnie już nikły, nie dający się uchwycić odsetek.
Charakterystyczną ceche troposfery stanowi jej temperatura, zmniejszającą się stale i regularnie, w miarę posuwania się do górnych warstw. Obniżenie wynosi około 6°C na każdy kilometr. Do dalszych jej wyłącznych właściwości należy zawartość pary wodnej w składzie powietrza, duże zapylenie od zetknięcia się z ziemią i ruch powietrza w kierunku pionowym. W przeciwieństwie do troposfery, w stratosferze, której granicę umownie oznaczamy na wysokości ustania obniżki temperatury
i ustalenia się jej na około 55°C poniżej zera, znajdujemy tylko znikome ilości pary wodnej, natomist znaczne zawartości ozonu. Dalsz cechy tej warstwy to: zupełny brak ruchu pionowego powietrza, zwiększenie się stopniowe temperatury do 60-70°C powyżej zera na odcinku pomiędzy 30 a 60 km, gdzie znajdują się największe ilości ozonu zatrzymującego krótkie fale oraz ponowne obniżanie się temperatury do 70-80°C poniżej zera, w warstwie pomiędzy 60 a 85 km, gdzie znacznie zmniejsza się zawartość ozonu.
Jonosferę charakteryzuje intensywna dysocjacja molekuł tlenu i azotu, znaczne przewodnictwo elektryczne i niezwykle intensywna jonizacja. Poza tym w tej warstwie temperatura jest nierównomierna, a w niektórych odcinkach podnosi się do wysokości 600-700°C powyżej zera ( około 200 km).
W strefie rozsiania powietrza prawie nie ma. Pojedyncze cząstki jego przekraczając granice przyciągania Ziemi, rozpryskują się w przestrzeni kosmicznej, ginąc na zawsze dla atmosfery.
Omawiając charakterystykę szczegółową troposfery musimy sobie zdac sprawę z jej właściwości chemicznych i fizycznych, a ponadto z kompleksowego działania czynników atmosferycznych na organizm człowieka.
Pod względem chemicznym powietrze stanowi mieszaninę zwykłą gazów o różnym stosunku procentowym. W skład tej mieszaniny wchodzą: Azot (N2)
78,08%, tlen ( O2 ) 20,95%, szlachetne gazy, jak hel, neon, krypton, ksenon, argon itp. 0,96% oraz bezwodnik kwasu węglowego, czyli dwutlenek węgla (CO2) 0,03%. Ponadto w troposferze jako stały element, ale o bardzo nierównym odsetku, znajdujemy wodę w stanie gazowym, czyli parę w ilości zmiennej, przeciętnie jednak około 0,47%.
W otoczeniu człowieka na skutek jego działalności, powietrze może zawierać również inne gazy, nie zawsze korzystne lub obojętne dla organizmu. Należą do nich amoniak, siarkowodór, tlenek węgla, dwutlenek siarki oraz inne rzadsze jak para rtęci, chlor , para benzyny itp.
Jakość powietrza jest związana przede wszystkim z jego podstawowymi cechami fizycznymi, chociażby takimi jak wilgotność i temperatura czy stopień zanieczyszczenia. Stopień ten zależy natomiast od rodzajów i ilości substancji wyrzucanych do powietrza i uznanych za zanieczyszczenia.
Najłatwiej przenikają do organizmu zanieczyszczenia gazowe. Wpływają one zakłócająco na działalność szeregu podstawowych układów fizjologicznych człowieka, takich jak oddechowy, krwionośny, limfatyczny, nerwowy i pokarmowy.
Powietrze należy do zasobów odnawialnych przyrody i w warunkach normalnych zachodzą w biosferze procesy utrzymujące jego stały skład.
Procesy te są jednak obecnie utrudnione z powodu dużego zużycia powietrza przez przemysł i wzrastającą populację ludzką, przez jego zanieczyszczenie, a także w wyniku masowego niszczenia lasów, które są podstawowym producentem tlenu i czynnikiem stabilizującym jego stały skład gazowy a także klimat.
Gazy odgrywające najważniejszą rolę dla człowieka.
1. Tlen ( O2 ) jest gazem bezbarwnym, bezwonnym i bez smaku. Został odkryty przez Priestleya w roku 1771. Rola jego w przyrodzie jest niezwykle ważna. Wszystkie procesy przemiany materii odbywają się przy udziale tlenu. Tlen jest niezbędną substancją w procesach spalania; rozpuszcza się on w bardzo dużych ilościach w wodzie przyczyniając się do utleniania substancji organicznych czyli do ich mineralizacji.
Olbrzymie zużycie tlenu uzupełniane jest stale, przede wszystkim przez zielone rośliny pod wpływem promieniowania słonecznego. Łatwa dyfuzja tlenu oraz stały ruch powietrza na całej kuli ziemskiej niezwykle szybko wyrównują zawartość tlenu w miejscach jego większego zużycia. Brak wyrównania ilości tlenu przy obniżeniu jego zawartości w powietrzu przez zużycie, może nastąpić tylko w przestrzeniach całkowicie zamkniętych: np. w niektórych pomieszczeniach pracy człowieka, jak kesony, łodzie podwodne, głębokie sztolnie itp. Obniżenie może dochodzić w tych przypadkach do 13%. Zawartość taka jest już bardzo niska i odbija się ujemnie na utlenianiu krwi, ale organizm umie się jeszcze dostosować do tak obniżonej zawartości tlenu, nie wykazując skutków patologicznych. Kompensacja utleniania organizmu przy zmniejszonej zawartości tlenu, następuje przez częstsze i głębsze oddychanie.
Zmniejszenie zawartości tlenu spostrzega się również na dużych wysokościach, np. zawartość tlenu zmniejsza się o połowę (10%) na wysokości 5000m, a także w głębinach, np. w kopalniach, sztolniach, gdzie zawartość tlenu w powietrzu może obniżyć się do 18%, a nawet jeszcze niżej- do 13%, z powodu trudnego dostępu tlenu z powietrza zewnętrznego.
Zwiększenie procentowej zawartości tlenu w powietrzu nie przynosi szkody.
Doświadczamy tego stale podając chorym tlen w stężeniu 35%.
1. Tlen może występować w atmosferze również w postaci ozonu (O3) pod wpływem wyładowań elektrycznych. Jednak w warstwie przyziemnej powietrza jest go tak mało, że określa się procentowo zaledwie na milionowe części procentu. Nieco więcej jest go w stratosferze i tam wykonuje on niezwykle pożyteczną funkcję, zatrzymując śmiercionośne najkrótsze fale promieniowania słonecznego oraz zatrzymując około 25% promieniowania ziemskiego.
2. Azot ( N2 ) jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, nie posiadającym, smaku. W ilościowym składzie powietrza odgrywa największą rolę. Dla organizmu ludzkiego jest gazem nieszkodliwym i w normalnych warunkach otoczenia nie ma bezpośredniego wpływu na czynności fizjologiczne.W warunkach wysokiego ciśnienia azot może okazywać działanie narkotyczne. Spostrzega się to u pracowników w kesonach, którzy przy zwiększonym ciśnieniu do 8-9 atmosfer są nadmiernie pobudzeni, gadatliwi, nie mogą skoncentrować myśli, dostrzega się u nich luki pamięciowe, a ponadto następują zaburzenia koordynacji ruchów, halucynacje itp. Zmniejszenie ciśnienia natychmiast usuwa wspomniane objawy. Ta właściwość azotu jest bardzo ważna przy nurkowaniu, gdyż wskazuje granice niebezpiecznych głębokości dla nurka.
Podczas przejścia po pracy ze zwiększonego ciśnienia do ciśnienia normalnego azot może się wydzielać we krwi w postaci pęcherzyków. Jest on wówczas szkodliwy dla zdrowia, a nawet niebezpieczny dla życia. Pęcherzyki azotu powodują wystąpienie choroby kesonowej.
3. Dwutlenek węgla ( CO2 ), zwany inaczej bezwodnikiem kwasu węglowego, jest gazem bezbarwnym i bezwonnym. Gromadzi się w dolnych partiach atmosfery, ponieważ jest gazem cięższym od powietrza. Dwutlenek węgla nie pali się i palenia nie podtrzymuje. W normalnych ilościach spotykanych w powietrzu ( 0,03-0,04%) jest gazem nieszkodliwym dla organizmu ludzkiego.
Przy zwiększonych stężeniach dwutlenku węgla w powietrzu obniża się temperatura ciała, ponieważ działa on hamująco na procesy spalania, atym samym na wytwarzanie ciepła. W czasie przebywania człowieka w atmosferze o nie znacznie zwiększonej ilości dwutlenku węgla nie stwierdzono w zasadzie szkodliwego działania tego gazu na ustrój . Niewielkie jednak podwyższenie jego ilości prowadzi do zwiększonej liczby oddechów, co związane jest z pobudzeniem czynności ośrodka oddechowego w rdzeniu przedłużonym . W przypadku gromadzenia się w pomieszczeniu dwutlenku węgla wydychanego przez ludzi, w ilościach przekraczających normę (0,1%), zachodzi zmiana właściwości fizycznych powietrza. Ilość pary wodnej zwiększa się i podwyższa się temperatura powietrza. Powstają w tedy warunki nie pomyślne dla czynności fizjologicznych, powodujące wystąpienie złego samopoczucia. Są to objawy nie dotlenienia czyli anoksii tkankowej.
Omówione powyżej gazy należą do stałych gazów powietrza. O prócz nich występują gazy zanieczyszczające, które omówię poniżej.
4.Dwutlenek siarki (SO2) jest bezbarwnym, silnie toksycznym gazem o duszącym zapachu. Wolno rozprzestrzenia się w atmosferze ze względu na duży ciężar właściwy (2,93kG/m3, gęstość względna 2,26). Powstaje między innymi w wyniku spalania zanieczyszczonych siarką paliw stałych i płynnych (np. węgla, ropy naftowej) w silnikach spolinowych, w elektrociepłowniach, elektrowniach cieplnych.
Dwutlenek siarki utrzymuje się w powietrzu przez 2-4 dni i w tym czasie może się przemieścić na bardzo duże odległości. W powietrzu SO2 utlenia się do trójtlenku siarki (SO3), a ten z kolei łatwo reaguje z wodą ( z parą wodną zawartą w powietrzu ) tworząc kwas siarkowy, jeden ze składników kwaśnych deszczów, które niszczą nasze lasy. Groźba kwaśnych deszczów jest tym większa, że mogą one padać i zabijać nawet bardzo daleko od komina, z którego ulatuje dwutlenek siarki.
5. Tlenek węgla ( CO ), w mowie potocznej znany jako czad, jest gazem bezbarwnym, bezwonnym. Powstaje w wyniku niezupełnego spalania węgla lub jego związków. Głównym źródłem tego gazu są:
-spaliny z silników pojazdów mechanicznych, w szczególności benzynowych;
-przemysł metalurgiczny, elektromaszynowy i materiałów budowlanych;
-elektrociepłownie, elektrownie cieplne;
-koksownie, gazownie;
-paleniska domowe.
Tlenek węgla jest gazem silnie toksycznym. Ze względu na mały ciężar właściwy ( 1,25kG/m3 , gęstość względna 0,97 ) łatwo rozprzestrzenia się w powietrzu atmosferycznym. Tlenek węgla należy do gazów duszących. Jego działanie polega na łączeniu się z hemoglobiną krwi, z którą tworzy silny związek- hemoglobinę tlenkowęglową. Hemoglobina tlenkowęglowa traci zdolność łączenia się z tlenem i przenoszenia go do tkanek, upośledzając tym samym procesy utleniania. Szybko dochodzi do niedotlenienia ( anoksemii ) i nagromadzenia się w organizmie nie utlenionych produktów przemiany materii. Występują wówczas przede wszystkim objawy ze strony układu nerwowego jak np. bóle, zawroty głowy, mdłości, wymioty, zapaść.
6. Związki azotu (tlenek azotu-NO, dwutlenek azotu-NO2 , amoniak-NH3 . W niewielkich ilościach nie są substancjami toksycznymi, jednak ich nadmiar powstający podczas procesów produkcyjnych ( obróbka wysokotermiczna, komory paleniskowe elektrowni ) oraz w silnikach spalinowych powoduje, że stają się one niebezpiecznymi zanieczyszczeniami atmosfery. W szczególności groźne są bezbarwny i bezwonny tlenek azotu oraz brunatny o duszącej woni dwutlenek azotu. Mogą się one kolejno utleniać do pięciotlenku azotu, który w obecności pary wodnej tworzy kwas azotowy, jeden ze składników kwaśnych deszczów. W gospodarstwach hodowlanych częste są skażenia powietrza amoniakiem uwalnianym w procesach rozkładu szczątków organicznych. Niewielkie ilości tego gazu w powietrzu wywołują bardzo szybko działanie drażniące, np. podrażnienie spojówek oczu i następowe łzawienie oraz podrażnienie gardła i przykry kaszel przy stężeniach już około 0,1 promila.
7. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) pojawiają się w powietrzu w wyniku parowania lub spalania paliw, głównie węgla, ropy naftowej i ropopochodnych. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne powstają także podczas palenia tytoniu. Jednym z bardziej niebezpiecznych węglowodorów jest 3,4-benzopiren, będący substancją rakotwórczą. Największy udział w wytwarzaniu 3,4-benzopirenu (ok. 70%) ma transport samochodowy.
Człowiek na dużych wysokościach.
W prawidłowych warunkach ustrój poddany jest stałemu działaniu ciśnienia atmosferycznego, wyrażającego się ciężarem słupa rtęci 760 mm ( = 101 kPa). Przez ciśnienie atmosferyczne określa się ciśnienie, jakie wywiera słup atmosfery na powierzchnię ziemi skutkiem przyciągania ziemskiego. Na poziomie morza, średnio na 1 cm2 wynosi to 1,033 kg, co stanowi dla powierzchni ciała człowieka ciśnienie z siłą 15-18 ton. To bardzo wielkie ciśnienie równoważy się jednak ciśnieniem wewnętrznym i dlatego go nie odczuwamy, tak samo jak nie wyczuwamy zman ciśnienia dobowego i sezonowego, które wynoszą do 20-30 mm Hg.
W zależności od wznoszenia się nad poziom morza lub schodzenia poniżej tego poziomu ciśnienie atmosferyczne ulega zmniejszeniu lub zwiększeniu, będąc źródłem szeregu zaburzeń. W ramach fizjologicznej adaptacji ustrój może się w szerokim zakresie przystosować do zmian ciśnienia atmosferycznego, co w granicach możliwości adaptacyjnych umożliwia przebywanie na dużych wysokościach ( w górach lub przy wzlotach samolotów) lub głębokościach poniżej poziomu wody.
Ze względu na ciśnienie górskie rozróżniamy:
1) strefę obojętną na wysokości 1,5-2 km;
2) na wysokości 2 km znajduje się próg reakcji i do 4 km mamy tzw. Strefę kompensacji, tj. możemy obserwować początkowo zmiany i zaburzenia w pracy sercowo-naczyniowej i oddechowej, czucia itp., ale kompensują się one szybko przez wysiłek organizmu;
3) na wysokości 4 km przekraczamy próg zaburzeń i wkraczamy w sferę niepełnej kompensacji (4-6 km), przy ogólnym obniżeniu samopoczucia;
4) strefa krytyczna znajduje się na wysokości od 6 do 8 km – tu zachodzą już poważne zaburzenia, a nawet może nastąpić zejście śmiertelne;
5) strefa śmiertelna znajduje się na wysokości ponad 8 km, gdzie organizm pokonuje trudności istnienia bardzo krótki okres czasu i umiera, zależnie od wysokości w ciągu od kilku minut (3 minuty na wysokości 8 km) do kilku sekund (9 sekund-16 km).
Zaburzenia wywołane zmniejszonym ciśnieniem atmosferycznym występują tym gwałtowniej, im szybciej wystąpił spadek ciśnienia atmosferycznego, czyli im mniej było warunków na wystąpienie adaptacji. Poza tym duże znaczenie ma pokonywanie znacznych wysiłków fizycznych. Przyczyna leży w tym, że jednym z głównych czynników chorobotwórczych obniżonego ciśnienia atmosferycznego jest niedobór tlenu. Skoro więc dodatkowo jeszcze zachodzi zwiększone zapotrzebowanie na tlen wskutek pracy fizycznej, to objawy głodu tlenowego występują gwałtowniej i szybciej.
Niedotlenienie wysokościowe wynika z gorszego utlenowania krwi tętniczej, czyli hipoksemii, co jest przyczyna hipoksji niedoboru tlenu w tkankach. Człowiek nie odczuwa wyraźnego niedotlenienia do wysokości około 2-2,5 km. Reakcje organizmu uwidaczniają się wzmożoną wentylacją płuc i częstością skurczów serca. Wskutek obniżenia ciśnienia następuje przede wszystkim rozprężenie gazów zawartych w jamach ciała, które , zwiększając swoją objętość, powodują ucisk na narządy aż do pęknięcia włącznie. Przy znacznym obniżeniu ciśnienia występują z kolei wybroczyny krwotoczne wskutek pękania naczyń krwionośnych.
Zaburzenia pojawiają się na wysokościach ok. 4-5 km i dotyczą ośrodkowego układu nerwowego, wentylacji płuc i krążenia. Wzrasta zapotrzebowanie organizmu na witaminy grupy B oraz witaminę E. Niedotlenienie pogarsza funkcje mózgu, powodując zaburzenia psychiczne ( pierwszym objawem stan bezkrytyczności, przypominający upojenie alkoholowe), ogranicza zdolności orientacji, upośledza wzrok, słuch, wrażliwość na ból, następuje utrata zmysłu równowagi i stąd mamy zaburzenia postawy ciała. Hipoksja stanowić może przyczynę śmierci alpinistów , pilotów. Na dużych wysokościach wzmaga się czynność krwiotwórcza, rozszerzają się naczynia krwionośne. Występuje zwiększenie ilości hemoglobiny i liczby erytrocytów w krwi obwodowej. U mieszkańców wysokich gór występuje leukopenia, liczba limfocytów i monocytów ulega zmniejszeniu, a segmentarnych leukocytów neutrofilnych zwiększeniu o ok. 15-20%, liczba trombocytów nieco się obniża, a zwiększa się liczba erytrocytów. Wśród mieszkańców terenów wysokogórskich poniżej 50 roku życia częściej spotyka się zwiększenie minutowej objętości krwi.
Niedobór dwutlenku węgla, czyli hipokapnia, też stanowi podłoże zawrotów głowy, zadyszki i zmęczenia, obniża ciśnienie tętnicze krwi, zmniejsza szybkość krążenia i zwęża naczynia krwionośne.
Tubylcy mieszkający w górach mają większe wymiary i pojemność klatki piersiowej, jej forma jest bardziej beczkowata. Oprócz większej pojemności życiowej płuc, większa jest u nich liczba erytrocytów i wyższy jest poziom hemoglobiny. Również o około 1,5 l większa jest objętość krwi.
Choroba lotnicza jest odmianą choroby górskiej, gdyż tutaj również decydującym czynnikiem chorobotwórczym jest obniżone ciśnienie atmosferyczne. Występują w niej kolejno następujące objawy: na wysokości 2000-3000m występuje hiperwentylacja płuc, która powoduje zwiększone wydalanie dwutlenku węgla z następową hipokapnią i zmniejszoną pobudliwością ośrodka oddechowego. Jednocześnie z powodu niedoboru tlenu występuje podrażnienie zatoki szyjnej, co powoduje zwiększenie rzutu skurczowego serca wraz z przyśpieszeniem czynności serca. Ogólnie zwiększa się objętość minutowa serca. Fizjologiczną granicą, po przekroczeniu której występują już zaburzenia czynnościowe ustroju, jest wysokość 4000m. Granicą krytyczną, powyżej której tak duże zaburzenia, że życie jest niemożliwe już po krótkim czasie, jest wysokość 6000-8000 m.
Góry sprzyjają leczeniu miażdżycy, zapaleń gardła, początkowych form nadciśnienia tętniczego ( gdy mechanizmy adiustacyjne nie są w pełni osłabione). Pobyt w niskich górach 0,75-2 km wpływa hartująco i pobudzająco, natomiast powyżej 2,5 km zbytnio obciąża zdolności adiustacyjne organizmu.
Klimat górski jest korzystny dla astmatyków. Stwierdzane przez antropologów i gerontologów wolniejsze starzenie się górali niż mieszkańców równin wiąże się z przystosowanie do hipoksji i hipokapni. Dodatkowe wydatkowanie energii przez organizm w górach czy przy umiarkowanym treningu sportowym nie skraca, lecz przedłuża życie.
Środowisko wysokich ciśnień.
Z ciśnieniem zwiększonym człowiek styka się przy zagłębianiu się poniżej poziomu morza. Zagłębienie się o każde 10,3 m , zwiększa ciśnienie o 1 atm. Zaburzenia występują przeważnie przy bardzo gwałtownych zmianach ciśnienia.
Zwiększone ciśnienie atmosferyczne powoduje również wiele zaburzeń ustrojowych. Krótkotrwałe podwyższenie ciśnienia atmosferycznego ustrój znosi na ogół dobrze. Najlepszym tego przykładem są nurkowie, którzy wytrzymują bez jakichkolwiek przyrządów ciśnienie do 750 kPa.
Zaburzenia związane z długotrwałym podwyższeniem ciśnienia atmosferycznego występują najdobitniej przy pracy w tzw. Kesonach. Są to olbrzymie skrzynie, z dołu otwarte, opuszczone na dno morza lub rzeki dla zakładania fundamentów pod filary mostowe. Wodę z tych skrzyń usuwa się przez wtłaczanie powietrza pod ciśnieniem słupa wody odpowiadającym głębokości , do której keson jest zanurzony. Dlatego pracownicy zatrudnieni w kesonach są poddani przez cały okres pracy zwiększonemu ciśnieniu –
200-250 kPa. Praca w kesonach dopuszczalna jest jedynie do głębokości 30 m.
Pod wpływem zwiększonego ciśnienia występuje początkowo uczucie ucisku , szumu i nawet bólu w uszach. Przy nagłym dużym wzroście ciśnienia może nawet nastąpić przerwanie błony bębenkowej. Główną przyczyną tych dolegliwości jest niedostatecznie szybkie wyrównywanie się ciśnień w kościach upowietrznionych i jamach ciała, wskutek czego powstaje w nich podciśnienie.
Przebywanie przez dłuższy czas w ciśnieniu atmosferycznym przekraczającym
300 – 350 kPa działa na ustój szkodliwie, powodując przede wszystkim obniżenie procesów spalania ustrojowego z obniżeniem ciepłoty ciała.
Istota niebezpieczeństwa dla ustroju będącego pod zwiększonym ciśnieniem atmosferycznym nie polega na samym zwiększeniu ciśnienia, lecz na skutkach nagłej dekompresji. Przyczyną tych zaburzeń jest zwiększone fizyczne rozpuszczanie się we krwi gazów zawartych w powietrzu oddechowym wskutek zwiększonego ciśnienia atmosferycznego. Przy nagłym zmniejszeniu ciśnienia atmosferycznego następuje gwałtowne wydzielanie się tych gazów do krwi, co powoduje występowanie zatorów gazowych, a w przypadku dużej ilości gazów-spienienie krwi w sercu z następową ostrą niewydolnością krążenia.
Obliczono, że na nadciśnienie 100 kPa dodatkowo rozpuszcza się 800-1000 ml azotu. Spośród gazów oddechowych jedynie azot powoduje zaburzenia, ponieważ pozostałe gazy ( tlen i dwutlenek węgla ) ulegają chemicznemu związaniu przez krew. Z objawów chorobowych występujących podczas nagłej dekompresji należy wymienić mrowienia w kończynach, świąd skóry, bóle mięśniowe, niedowłady i porażenia nerwowe, drgawki, zaburzenia zmysłów, silną duszność i śmierć z uduszenia. Niekiedy objawy dekompresyjne powstają dopiero po upływie kilku godzin po zaprzestaniu pracy. Zapobieganie chorobie dekompresyjnej polega na powolnej dekompresji ( co 3 minuty o 10 kPa ), a leczenie już powstałych zaburzeń na natychmiastowej rekompresji.
Oprócz pracowników kesonowych z objawami choroby dekompresyjnej spotykamy się również u nurków oraz u lotników. Przyczyną choroby dekompresyjnej u lotników są nagłe wzloty na duże wysokości, wskutek czego mamy również nagłą dekompresję powodującą wyzwalanie się gazów ( azotu ) rozpuszczonych fizycznie również przy prawidłowym ciśnieniu atmosferycznym. U nurków, niezależnie od choroby wynikającej ze zwiększonego ciśnienia i następowej dekompresji, może wystąpić charakterystyczne zaburzenie zależne od zbyt szybkiego nurkowania.
Wpływ niskiego i wysokiego ciśnienia na organizm ludzki
Ciśnienie Ciśnienie
Wysokość atmosferyczne parcjalne O2 Strefy – objawy
w metrach w mm Hg w mm Hg
7000-8000 320 68 strefa krytyczna – śmierć
5000-6000 405-380 85 strefa ewentualnej częściowej
zdolności do pracy
2500-4000 560-460 118-97 strefa słabej zdolności do pracy-
mogą występować:bóle i zawroty
głowy, nudności, senność,
zmęczenie, utrudnione
oddychanie
500-2000 715-590 153-125 strefa pełnej zdolności do pracy
0 760 160 fizjologiczna zdolność do pracy
10-30 1520-3040 320-640 mogą występować:bóle w uszach,
łatwe męczenie się
40-50 3800-4560 800-960 oszołomienie głębinowe-
występują: zaburzenia czucia,
nudności, wymioty, skurcze
mięśni, obrzęk płuc, porażenie
ośrodka oddechowego, śmierć
V Zjawiska meteorologiczne.
Zjawiska meteorologiczne są uwarunkowane przez właściwości fizyczne powietrza takie jak: temperatura, wilgotność ciśnienie, wiatr, nasłonecznienie, zachmurzenie, opady.
One decydują o warunkach pogodowych. Wyróżnia się pięć typów warunków pogodowych:
1. wyż atmosferyczny;
2. front ciepły;
3. front chłodny;
4. okres po froncie chłodnym;
5. wiatry fenowe.
Obszary o podwyższonym ciśnieniu, wyże nazywa się też antycyklonami. Cechuje je słoneczna pogoda, niska wilgotność powietrza, wiatry krążące wokół centrum wyżu zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Wywołują w lecie temperatury bardzo wysokie, zimą bardzo niskie. Niże ( cyklony ) cechuje ruch mas powietrza wokół centrum, w kierunku przeciwnym do wskazówek zegara.
Następuje koncentracja pary wodnej, i w efekcie powstają chmury i opady.
Różnice temperatur i ciśnienia warunkują powstawanie wiatrów. Powietrze przesuwa się z obszaru, gdzie panuje wysokie ciśnienie do miejsca, gdzie ciśnienie jest niższe. Wiatry powodowane są cyklonami i antycyklonami.
Powietrze, które wykazuje zwiększony ruch, wpływa bezpośrednio na oddawanie ciepła z ustroju, a przez to samo na jego ochłodzenie. Znaczny ruch powietrza przy niskiej temperaturze, ale wysokiej wilgotności, doprowadza łatwo do powstania schorzeń dróg oddechowych. Brak ruchu powietrza może doprowadzić do zaburzeń termoregulacji. Zmienność warunków pogodowych
jest duża w przejściowych porach roku-wiosną i jesienią. Nagłe zmiany temperatury i wilgotności powietrza, ciśnienia atmosferycznego, prędkości wiatru, związane są z przechodzeniem frontów atmosferycznych, to jest warstw przejściowych mas powietrza o różnych właściwościach fizycznych. Przejście frontu ciepłego pociąga za sobą zmianę chłodnej masy powietrza na ciepłą, a więc podniesienie się temperatury powietrza i zmianę innych elementów meteorologicznych. Przejście natomiast frontu chłodnego pociąga za sobą zamianę ciepłej masy powietrza na chłodną, spadek temperatury i gwałtowne zmiany innych elementów meteorologicznych ( spadek ciśnienia, latem deszcze z burzami, zimą śnieżyce ). W okresach przejściowych częstsze są zachorowania na choroby nadciśnieniowe, choroby wieńcowe serca( zawał serca- związany z wahaniami lepkości krzepliwości krwi) oraz choroby zakaźne jak angina, grypa (związane ze spadkiem ciśnienia, które powoduje zmniejszenie odporności na zakażenia ). Poza tym w okresach tych nasilają się choroby alergiczne oraz często zaostrzają się niektóre schorzenia układu pokarmowego, np. wrzód żołądka, nerwice żołądka i inne.
Różnice w zdolności magazynowania ciepła przez wodę i ląd stanowią o tym , ze w rejonach nadmorskich jesień jest długa i łagodna. Powietrze charakteryzuje się dużą wilgotnością i czystością, szybkość wiatrów jest znaczna. Ze względu na znaczne zachmurzenie występuje w tych rejonach mała liczba dni słonecznych oraz częste i obfite opady atmosferyczne.
Różnice meteorologiczne dotyczą też obszarów równinnych i górskich. W górach zbocza północne zwykle są lesiste, a południowe porasta roślinność stepowa. Na szczytach gór dzień jest dłuższy niż w dolinach. Rola chmur latem i zimą jest różna. Latem zmniejszają strumień docierającego do ziemi promieniowania słonecznego, zimą stanowią ochronę przed nadmiernym ochłodzeniem.
Wiatry fenowe są to szybkie przesunięcia suchych mas powietrza ( w Europie wiatr halny).Temperatura powietrza podczas fenu znacznie i niekiedy bardzo szybko podnosi się, wilgotność zaś względna gwałtownie się zmniejsza. Na początku fenu mogą występować gwałtowne i szybkie wahania temperatury i wilgotności wskutek stykania się ciepłego powietrza fenu z chłodnym powietrzem, wypełniającym doliny. Porywistość fenu wskazuje na silną turbulencję strumienia fenowego. Efektem tych wiatrów są częste ataki dusznicy bolesnej, wzrost częstości zawrotów głowy i udarów mózgu. Związane z frontami atmosferycznymi zmiany zawartości tlenu pogarszają stan zdrowia osób z nadciśnieniem, neurastenią miażdżycą. Niskie ciśnienie pogarsza stan zdrowia osób wrażliwych meteorotropowo, stan zdrowia gruźlików. Na zmiany pogody bardziej reagują ludzie osłabieni i chorzy. Najkorzystniejszy dla organizmu jest wyż barometryczny bezwietrzny.
Próg wrażliwości meteorotropowych u współczesnego człowieka obniżył się, co stanowi konsekwencję przemęczeń, monotonnego trybu życia i zmniejszonej odporności na czynniki środowiskowe. Zmniejszają się zdolności regulacyjne, ogólne samopoczucie ulega pogorszeniu, mają miejsce skłonności do depresji, bezsenności i przewrażliwienia, w pewnym stopniu od pogody zależne są nasilenia lub poprawy stanów chorobowych, a także urodzenia i zgony.
Bibliografia
1. A. Malinowski, Wstęp do antropologii i ekologii człowieka, wydawnictwo UŁ, Łódź 1999
2. Z. Chromiński, Ekologia człowieka, Oficyna Wydawnicza Wyższej A. Malinowski Szkoły Ekologii i Zarządzania, W-wa 1999
3. M.Ćwirko-Godycki, Higiena, PWN, Poznań 1968
4. N. Wolański, Rozwój biologiczny człowieka, PWN, W-wa 1977
5. L. Indeka, Człowiek a środowisko przyrodnicze, Wydawnictwo
Z. Karaczun Bellona, 1995 r
6. T. Wróblewski, Patologia, PZWL, W-wa 1992
N. Miechowiecka
7. E. Pyłka-Gutowska, Ekologia z ochroną środowiska, Wydawnictwo Oświata, W-wa 1996
8. T. Umiński, Ekologia, środowisko, przyroda, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, W-wa 1995
9. A. Horst, Fizjologia patologiczna, PZWL, W-wa 1982
10. A. Jagusiewicz, Powietrze – człowiek – środowisko, Ludowa Spółdzielnia Wydawnicz, W-wa 1981
11. C. Korczak, Higiena - ochrona zdrowia, PZWL, W-wa 1969
12. W. Feliński, Pomoc doraźna, PZWL, W-wa 1960
13. S.P. Chromow, Meteorologia i klimatologia, PWN, W-wa 1973
14. W. Okółowicz, Klimatologia ogólna, PWN, W-wa 1969