Загрязнение воздуха

8

Оглавление

Воздух является важнейшим элементом, составляющим среду обитания человека, ибо непосредственно и непрерывно окружает человеческий организм, постоянно и на протяжении всей своей жизни необходим для нормального функционирования организма человека, сама жизнь которого невозможна без процессов дыхания.

Воздух настолько привычен и незаметен для нас, что только с дымами и выбросами промышленных предприятий, загазованностью автомагистралей, пылью и смогами индустриальных поселений мы начали ощущать степень нашей зависимости от качества воздушной среды и все большую потребность в чистом и вкусном воздухе первозданной природы для здоровой жизни.

Сегодня огромное количество работ посвящено выяснению того, какое загрязнение воздуха, что и почему является причиной тех или иных все шире распространяющихся экозависимых заболеваний.

Вместе с тем не меньшую, если не большую, актуальность представляет понимание того, каково состояние воздуха, как и почему препятствует возникновению и развитию тех или иных заболеваний, что является необходимым, а, зачастую, и достаточным условием здоровья.

Действие загрязненной воздушной среды на организм человека

Чистый природный воздух состоит на 99,96 % из азота (75,65 %), кислорода (20,29 %), паров воды (3,12 %) и аргона (0,9 %), а остальные газы могут рассматриваться как примеси. Как это ни парадоксально, но именно эти ничтожные количества примесных газов (суммарно 0,04-0,05 %) определяют качество воздуха, которым мы дышим, и тем самым состояние нашего здоровья.

Кроме того, воздух несет в себе мельчайшие жидкие и твердые частицы - атмосферный аэрозоль. Он содержится даже в чистейшем воздухе Антарктиды. В зависимости от местности содержание различных химических элементов в аэрозоле меняется, а потому различают морской и континентальный аэрозоли.

Гигроскопичность частиц морского аэрозоля (преимущественно хлоридов натрия, калия, магния) делает их центрами конденсации водяных паров, что определяет большинство других атмосферных процессов.

Исследованиями последних десятилетий установлено, что в атмосфере содержатся кластеры - объединения нескольких (до сотни) атомов (молекул), физические и химические свойства которых существенно отличны от свойств аэрозольных частичек какого-либо вещества.

Важнейшими характеристиками кластеров являются их масса и электрическая заряженность. На практике наблюдается кластеры в виде легких положительных или отрицательных аэроионов, значение которых для живых существ было установлено ещё в начале XX века великим Чижевским.

Таким образом, природный воздух представляет собой сложную систему различных газов и паров, твердых и жидких частичек - аэрозолей (пыль, дым, туман, вирусы, бактерии, споры, пыльца) и кластеров.

Сложность состава воздуха предопределяет еще более сложные, разнообразные и непрерывно происходящие в воздухе в условиях гравитационного и электромагнитного полей Земли под воздействием солнечного излучения, космических лучей, природной радиации и фотосинтеза процессы нагревания, охлаждения, испарения, сублимации, конденсации, агрегации, седиментации, ионизации и химические реакции.

Суммарная динамика этих процессов определяет результирующее состояние и качество воздушной среды. Данилов-Данильян В. И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М., 2006. С. 46.

Из-за постоянного динамического взаимодействия между атмосферой и земной поверхностью (литосферой), гидросферой, биосферой и т.д., природный состав воздуха непостоянен во времени и в пространстве.

В процессе эволюции человеческий организм приспособился к атмосферным условиям на земной поверхности от морского побережья до горных вершин, хотя различие воздуха этих местностей он отчетливо ощущает. Важные различия воздуха разных местностей закрепляются в лексике: морской воздух (воздух с моря), горный, лесной, степной, болотный воздух.

Человек в процессе своей жизнедеятельности нарушает природное равновесие, а потому антропогенное воздействие на атмосферу всегда связано с ее загрязнением. Среди разнообразия этих воздействий особо выделяется техногенное воздействие производственной деятельности (включая транспортную) на воздух в целом и на воздух так называемых рабочих зон. Первым занимаются экологи, вторым - гигиенисты.

Помимо этого, отгораживаясь от превратностей внешнего мира стенами своих жилищ, человек нарушает естественные механизмы самообновления воздуха, невольно создает особую воздушную среду, далеко не всегда благоприятную для его организма, а ведь в ней мы проводим до 95% времени (особенно дети и старики). В научном английском языке она получила свое название - indoor air - воздух замкнутых помещений.

Человек давно уже понял различие воздуха внутри помещений и вне его и закрепил это понимание в термине «свежий воздух», который требуется нам для поддержания нормальных условий в наших жилищах.

Сегодня свежий воздух необязательно чист, как это было во времена наших предков, и через открытую форточку в комнату все чаще поступает сильно загрязненный воздух (особенно рядом с автомагистралями).

Наиболее чувствительно к малейшему загрязнению электрическое состояние атмосферы, например, содержание легких аэроионов и их спектр по подвижности. Такая чувствительность вызвана тем, что содержание легких, аэроионов определенной подвижности определяется динамическим равновесием процессов их генерации и уничтожения.

Появление примеси нарушает это равновесие и меняет результирующую картину. Например, субмикронный аэрозоль существенно уменьшает содержание легких отрицательных аэроионов, ибо они осаждаются на нем. Поэтому в задымленной комнате, в частности, при курении легкие аэроионы не обнаруживаются.

Наименее чувствительно к загрязнению (наиболее устойчиво) - содержание кислорода. Оно существенно изменяется только в замкнутых помещениях и / или при значительном газовыделении других газов и/или при интенсивном поглощении кислорода, например, при пожаре.

Существенно обескислороженный воздух, образующийся в подземных горных выработках, получил у горняков свое специальное название - мертвый воздух.

Неблагоприятное воздействие загрязненной воздушной среды на человеческий организм имеет широкий спектр: от мгновенной смерти в результате удушья (острого отравления) до почти незаметного недомогания.

Кроме непосредственного действия загрязненность воздуха оказывает и косвенное действие через повышение чувствительности организма к природным (пыльца, запахи) или квазиприродным веществам.

Защищаясь от неблагоприятного воздействия загрязненности воздуха, мы пытаемся уменьшить количество и интенсивность источников загрязнения, использовать средства индивидуальной защиты, очистки воздуха, а также поселиться подальше от источников загрязнения - промышленных и агропромышленных комплексов, городов и связывающих их магистралей. Протасов В. Ф. «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России», М., 2005.С. 37.

2. Живой воздух природы и его использование в медицине

Благоприятное воздействие чистого свежего природного воздуха известно давно. Помещенный в условия морского побережья, гор или лесной местности человек дышит и набирается здоровья. Конечно, кроме воздуха на него действуют и другие положительно влияющие факторы: психоэмоциональные (перемена обстановки, близость природы и т.п.), климатические (например, солнце) и физиологические (например, купание в море).

В большинстве случаев эти факторы, действуя положительно, усиливают действие основного лечебного фактора - природного воздуха. На этом основана почти вся классическая климатотерапия. Заметим, что никто не пытался лечить людей болотным воздухом, помещать их очень высоко в горы или под полог душного тропического леса.

Поиск различных целебно действующих факторов привел человека в пещеры. Воздух подземных естественных полостей и искусственно пройденных горных выработок оказался пригодным для лечения астмы, хронических бронхитов и поллинозов, а метод лечения под землей получил название спелеотерапии.

Но, и в данном случае, не каждая пещера подходила для лечения и не для каждого заболевания.

Известно, что попытка лечить туберкулез в знаменитой Мамонтовой пещере (США, Кентукки) окончилась неудачно. Накоплен большой опыт успешного лечения детей в карстовых пещерах Венгрии, Чехии, Словакии, соляных шахтах Велички (Польша), Прайда (Румыния), Солотвино (Украина), Чон-Туза (Киргизия) и Дуз-Дага (Азербайджан).

Использование лечебных природных факторов обеспечивает «мягкость» и «естественность» воздействия на защитные механизмы организма при достаточно высокой эффективности, относительной массовости и экономичности, хорошо для профилактики заболеваний и реабилитации здоровья (вне острой фазы), однако в рамках господствующей медикаментозной терапии является пока лишь дополнительным средством лечения.

Методы климатотерапии хороши своей естественностью, но не всегда и не для всех применимы - смена климатических и временных поясов требует адаптации, а кроме того и значительных материальных затрат на транспорт и проживание.

Но если человек не может поехать в места с лечебным климатом, то можно климат «привезти» к человеку в виде так называемой климатической камеры - специального помещения, в котором воспроизводятся определенные факторы лечебной воздушной среды. Достоинство камеры в том, что, во-первых, ее можно построить в любом месте, а, во-вторых, можно выбирать и контролировать факторы лечебной среды.

Известно, что чистый природный воздух содержит большое количество легких отрицательных аэроионов, что является мощным лечебным фактором. Использование воздуха с высокой концентрацией искусственно генерируемых аэроионов стало основой аэроионотерапии.

Невольное влияние медикаментозной терапии, устойчивого в науке мнения «больше доза - больше эффект» и практической (а сегодня и коммерческой) необходимости «разумного» времени отпуска процедуры привели к тому, что больные дышат воздухом с концентрациями аэроионов, в тысячи раз превышающими природный уровень.

Известно положительное воздействие на человеческий организм аэрозолей из растворов хлорида натрия, других природных солей и рассолов, в том числе морской воды. Классическая аэрозольтерапия успешно использует для этого индивидуальные ингаляторы, распыляющие жидкий раствор определенной концентрации.

Устанавливая специальные распылители, работающие на все помещение, получаем так называемые КИМ (комнаты искусственного микроклимата) для групповой аэрозольтерапии с аэрозолью конденсации.

Высокодисперсное распыление с одновременным заряжением каждой частички достигается в электроаэрозольных установках, также работающих на все помещение. Заметим, что много лет такая установка успешно применяется на курорте Усть-Качка (Пермская область).

Анализ лечебных факторов спелеолечебниц Солотвино показал, что основным лечебным фактором там следует признать сухой аэрозоль природного минерала хлорида натрия - галита.

Генератор сухого распыления стал сердцем разнообразных галокамер, а высокая концентрация сухого аэрозоля дезинтеграции - основным лечебным фактором галотерапии.

Интересно отметить, что достигнувшая наибольшего прогресса в конструировании и производстве генераторов сухого аэрозоля для галокамер фирма ЗАО «Аэромед» логично предложила аналогичный генератор индивидуального использования («Галонеб»).

Известно, что напоенный запахами воздух леса оказывает благоприятное воздействие на человеческий организм, а потому все шире в лечении применяется аэрофитотерапия (русскоязычный термин), она же ароматерапия (международный термин).

Строго говоря, с позиции аэрофизики, аэрофитотерапия относится к аэрозольтерапии, ибо и при испарении и при сжигании вещества образуется высокодисперсная аэрозоль конденсации. Однако специфичность используемых веществ (природные растительные ароматические масла) и способов введения их в воздушную среду оправдывает это специальное название. Белов С.В. «Безопасность жизнедеятельности» М., 2003.С. 47.

Известна роль кислорода и углекислого газа для человеческого организма. Изменением парциальных давлений этих газов в герметической барокамере задаются методы гипербарической и гипобарической оксигенации, а также гипобаротерапии и гипербаротерапии при нормальном соотношении кислорода и углекислого газа.

Еще одним методом является вдыхание гипоксической смеси - воздуха с пониженным содержанием кислорода - нормобарическая гипокситерапия. Метод нормобарической гипоксической стимуляции защитных сил организма приобрел известность под названием «горный воздух».

Заметим, что в большинстве случаев создатели «горного воздуха» обеспечивают в лечебном помещении не только пониженное содержание кислорода при нормальном атмосферном давлении, но и стерилизацию воздуха и повышенную концентрацию легких отрицательных аэроионов.

Таким образом, современная аэрофизиотерапия, как другие разделы физиотерапии, широко использует воздушную среду в естественном и преформированном видах.

При этом использование преформированных состояний (как и фармакотерапии) необходимо для специфического воздействия на больной организм, а для неспецифического общеоздоровляющего действия больше подходят факторы окружающей среды в нетронутом (непреформированном) естественном виде.

Такое «нетронутое» состояние биопозитивной для человеческого организма воздушной среды может быть названо «живой воздух» и использовано для профилактики и/или лечения тех болезней, которые обусловлены загрязнением воздушной среды.

Исходя из данных воздействия отдельных факторов воздушной среды на живой организм, в том числе осознанно используемых в преформированном виде для его оздоровления, можно построить дескриптивную модель «живого воздуха».

«Живой воздух» - это близкая к природной влажная смесь газов, содержащая аэроионные кластерные образования и соляные микроаэрозоли определенного количественного, химического и спектрального состава и практически не содержащая бактериальных загрязнений.

Сформировать необходимые параметры воздушной среды - технически сложная и неоднозначно решаемая проблема. Судить о ее сложности можно по организации жилой среды космических и подводных кораблей.

Ее создатели основное внимание уделяли нормальным условиям - газовому составу, микроклимату (давление, температура, подвижность, влажность), частично аэроионизации и шли по пути преформации физических факторов природной воздушной среды чисто техническими средствами. Такая среда обеспечивает жизнедеятельность здоровых людей.

Изобретатели (В.А. Старцев и др.) первой в мире климатической камеры из природных солей отталкивались от практики эксплуатации подземной спелеолечебницы в калийном руднике. Камера была образована кладкой массивных, толщиной до 60 см, блоков природной калийно-натриевой соли - сильвинита, образующей стены лечебной палаты и обеспечивающей высокую аэроионизацию.

Дополнительное регулирование качества воздушной среды заключалось в использовании регуляторов давления, дозаторов кислорода и углекислого газа, кондиционера и соляного фильтра-насытителя из дробленой руды, через которую пропускается воздух.

Затем были предложены различные конструкции таких камер, улучшающие их технические качества и тем самым способствующие созданию лечебной атмосферы. Все их можно считать средствами коллективной аэроионотерапии, ибо они обеспечивают высокий, но природный уровень аэронизации для всех пациентов, находящихся в помещении камеры.

В настоящее время такие камеры известны под предложенным нами названием (для идентификации их принципиального отличия от галокамер и галотерапии, действие которых в основном сводится к действию соляного аэрозоля минерала галита) «сильвинитовая спелеоклиматическая камера».

Заметим, что из-за не до конца устоявшейся терминологии, такие камеры все еще часто называют галоклиматическими или даже галокамерами.

Таковы развитые на сегодня методы и способы преформации и моделирования (имитации) чистой природной воздушной среды.

Однако в обычных условиях воздух содержит массу веществ, вызывающих у некоторых людей аллергию. Потому для профилактики и лечения вызванных аэрогенным путем аллергических заболеваний необходимо элиминировать аллерген и/или снизить сенсибилизацию организма.

Снижение сенсибилизации возможно различными медицинскими методами, а вот элиминация требует, вообще говоря, инженерных методов и средств.

При решении проблемы элиминации аллергенов приходится сочетать, с одной стороны, удаление и/или подавление источников попадания аллергенов в воздух (в первую очередь, для контролируемых их типов), а с другой стороны, тотальную очистку воздушной среды, в том числе и в условиях ее постоянного загрязнения.

На сегодняшний день известны успешные попытки создания безаллергенных палат с принудительной вентиляцией очищенным в фильтрах Петрянова воздухом, так называемых «гнотобиологических палат» и их эффективным использованием для терапии.

Защитить от высокой аллергенной нагрузки можно сменой места жительства (из неблагополучных районов - в благополучные, из сырых помещений - в сухие, из панельных домов - в кирпичные), сменой отделочных материалов (исключение полимеров, шерсти), уменьшением пылеобразования (исключение ковров и мягкой мебели, открытых книжных полок), снижением уровня загрязнения от животных и насекомых.

Одним из способов элиминации аллергенных поверхностей является замена их безаллергенными, например, соляными или керамическим.

Критический анализ существующих технических средств поддержания качества воздуха внутри жилых, общественных и рабочих помещений показывает, что хотя принципиально известны все основные процессы формирования воздушной среды помещения, в том числе вентиляция, фильтрация, аэроионизация, озонирование и дезодорирование, решение вопроса, пригодное для широкого массового внедрения, еще не найдено.

В этой связи большой интерес представляют использование соляного класса «живого воздуха», другие попытки создания соляных поверхностей для улучшения качества воздуха в офисах и жилищах.

Рассматривая воздействие окружающей среды сильвинитовых спелеоклиматических камер на организм человека, следует различать специфическое воздействие, вызванное в основном (как это сегодня представляется современной наукой) наличием соляной аэрозоли и высоким содержанием легких аэроионов, и неспецифическое воздействие через реакции неспецифической адаптации к слабо и медленно меняющимся физическим факторам внешней среды, известной как гормезис.

Внешнее, относительно слабое и зачастую не ощущаемое человеком (но ощущаемое его организмом) изменение параметров физических факторов окружающей среды вызывает неспецифическую реакцию адаптации и активизацию всех защитных сил, что оказывается (в 85% случаев) достаточным для разрушения порочных биохимических и физиологических цепочек в больном организме и наступления «выздоровления».

Возвращение больного к его прежней жизни, наличие генетической предрасположенности к аллергии, провоцирующие факторы спустя какое-то время вновь приводят к заболеванию. Внешне это воспринимается и наблюдается как длительная стойкая ремиссия.

Вместе с тем действие ряда факторов, например, оптимальной влажности, высокой ионизации воздуха, высокого содержания соляных аэрозолей вызывает и прямые специфические реакции, например, бронхолитический эффект (разжижение мокроты) и усиление мукосцилярного клиренса

Сочетание специфических и неспецифических реакций на воздействие факторов лечебного пространства обуславливает на практике хороший эффект спелеотерапии/ спелеоклиматотерапии. Козлов А.И., Вершубская Г.Г. «Медицинская антропология коренного населения России» М., 2001.С. 36.

Заключение

Таким образом, неблагоприятное воздействие загрязненной воздушной среды на человеческий организм имеет широкий спектр: от мгновенной смерти в результате удушья (острого отравления) до почти незаметного недомогания.

Кроме непосредственного действия загрязненность воздуха оказывает и косвенное действие через повышение чувствительности организма к природным (пыльца, запахи) или квазиприродным веществам.

Защищаясь от неблагоприятного воздействия загрязненности воздуха, мы пытаемся уменьшить количество и интенсивность источников загрязнения, использовать средства индивидуальной защиты, очистки воздуха, а также поселиться подальше от источников загрязнения - промышленных и агропромышленных комплексов, городов и связывающих их магистралей.

Список литературы

1. Белов С.В. «Безопасность жизнедеятельности» М., 2003.

2. Данилов - Данильян В. И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М., 2006.

3. Козлов А.И., Вершубская Г.Г. «Медицинская антропология коренного населения России» М., 2001.

4. Протасов В.Ф. «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России», М., 2005.