Гигиенические требования к воздушной среде учебных заведений

Большая частота дыхательных движений у  ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию. Объем дыхательного воздуха  у ребенка составляет: 30 мл – в 1 месяц; 70 мл – в 1 год; 156 мл – в 6 лет; 230 мл – в 10 лет; 300 мл – в 14 лет.

За  счет большой частоты дыхания  у детей значительно выше, чем  у взрослых, минутный объем дыхания (в пересчете на 1 кг массы). Минутным объемом дыхания называют количество воздуха, которое человек вдыхает за 1 мин. Он определяется произведением величины дыхательного воздуха на число дыхательных движений в 1 мин. Минутный объем дыхания составляет:

650–700 мл воздуха – у новорожденного;

2600–2700 мл – к концу первого года жизни;

3500 мл – к 6 годам;

4300 мл – к 10 годам;   

4900 мл – в 14 лет;   

5000–6000 мл – у взрослого человека.

Жизненная емкость легких. В покое взрослый человек может вдохнуть и выдохнуть около 500 мл воздуха, при усиленном дыхании – еще около 1500 мл воздуха. Наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха, называют жизненной емкостью легких.

Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Как правило, она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов  больше, чем у нетренированных  людей. Например, у штангистов жизненная  емкость легких составляет около 4000 мл, у футболистов – 4200 мл, у гимнастов – 4300, у пловцов – 4900, у гребцов – 5500 мл и более.

Так как измерение жизненной емкости  легких требует активного и сознательного  участия исследуемого, то она может  быть определена у ребенка только после 4–5 лет.

К 16–17 годам жизненная емкость  легких достигает величин, характерных  для взрослого человека.

Газообмен в легких

Состав вдыхаемого, выдыхаемого  и альвеолярного воздуха. Вентиляция легких осуществляется благодаря вдоху и выдоху. Тем самым в альвеолах поддерживается относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с содержанием кислорода (20,9 %) и содержанием углекислого газа (0,03 %), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3 %, углекислого газа – 4 %. В альвеолярном воздухе кислорода – 14,2 %, углекислого газа – 5,2 %. Повышенное содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе объясняется тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания и в воздухоносных путях.

У детей более низкая эффективность  легочной вентиляции выражается в ином газовом составе как выдыхаемого, так и альвеолярного воздуха. Чем моложе ребенок, тем больше процент  кислорода и тем меньше процент  углекислого газа в выдыхаемом и  альвеолярном воздухе, т. е. кислород используется детским организмом менее эффективно. Поэтому детям для потребления одного и того же объема кислорода и выделения одного и того же объема углекислого газа нужно гораздо чаще совершать дыхательные акты.

Газообмен в легких. В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие.

Движение  газов обеспечивает диффузия. Согласно законам диффузии газ распространяется из среды с высоким парциальным  давлением в среду с меньшим  давлением. Парциальное давление –  это часть общего давления, которая  приходится на долю данного газа в  газовой смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем выше его парциальное давление. Для  газов, растворенных в жидкости, употребляют  термин «напряжение», соответствующий  термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов.

В легких газообмен совершается между  воздухом, содержащимся в альвеолах, и кровью. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол  и стенки капилляров очень тонкие. Для осуществления газообмена определяющими  условиями являются площадь поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. Легкие идеально соответствуют этим требованиям: при глубоком вдохе альвеолы растягиваются и их поверхность достигает 100–150 кв. м (не менее велика и поверхность капилляров в легких), существует достаточная разница парциального давления газов альвеолярного воздуха и напряжения этих газов в венозной крови.

Связывание кислорода кровью. В крови кислород соединяется с гемоглобином, образуя нестабильное соединение – оксигемоглобин, 1 г которого способен связать 1,34 куб. см кислорода. Количество образующегося оксигемоглобина прямо пропорционально парциальному давлению кислорода. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода равняется 100–110 мм рт. ст. При этих условиях 97 % гемоглобина крови связывается с кислородом.

В виде оксигемоглобина кислород от легких переносится кровью к тканям. Здесь  парциальное давление кислорода  низкое, и оксигемоглобин диссоциирует, высвобождая кислород, что обеспечивает снабжение тканей кислородом.

Наличие в воздухе или тканях углекислого  газа уменьшает способность гемоглобина  связывать кислород.

Связывание углекислого газа кровью. Углекислый газ переносится кровью в химических соединениях гидрокарбоната натрия и гидрокарбоната калия. Часть его транспортируется гемоглобином.

В капиллярах тканей, где напряжение углекислого газа высокое, происходит образование угольной кислоты и  карбоксигемоглобина. В легких карбоангидраза, содержащаяся в эритроцитах, способствует дегидратации, что приводит к вытеснению углекислого газа из крови.

Газообмен в легких у детей тесно связан с регуляцией кислотно-щелочного  равновесия. У детей дыхательный  центр очень чутко реагирует  на малейшие изменения рН-реакции крови. Поэтому даже при незначительных сдвигах равновесия в сторону подкисления у детей возникает одышка. По мере развития диффузионная способность легких увеличивается из-за увеличения суммарной поверхности альвеол.

Потребность организма в кислороде и выделение  углекислого газа зависит от уровня окислительных процессов, протекающих  в организме. С возрастом этот уровень снижается, а значит, величина газообмена на 1 кг массы по мере роста ребенка уменьшается.

 

 

Гигиенические требования к воздушной среде учебных  заведений

Гигиенические свойства воздушной  среды определяются не только ее химическим составом, но и физическим состоянием: температурой, влажностью, давлением, подвижностью, напряжением электрического поля атмосферы, солнечной радиацией  и др. Для нормальной жизнедеятельности  человека огромное значение имеет постоянство  температуры тела и окружающей среды, что оказывает влияние на равновесие процессов теплообразования и теплоотдачи.

Высокая температура окружающего  воздуха затрудняет отдачу тепла, что  приводит к повышению температуры  тела. При этом учащаются пульс  и дыхание, нарастает утомляемость, падает работоспособность. Также затрудняет теплоотдачу и усиливает потоотделение  пребывание человека в условиях повышенной относительной влажности. При низких температурах наблюдается большая теплопотеря, что может привести к переохлаждению организма. При повышенной влажности воздуха и низкой температуре опасность переохлаждения и простудных заболеваний значительно повышается. Кроме того, потеря тепла организмом зависит от скорости движения воздуха и самого организма (езда на открытой машине, велосипеде и т. д.).

Электрическое и магнитное  поля атмосферы также влияют на человека. Например, отрицательные электрочастицы воздуха положительно действуют на организм (снимают утомляемость, повышают работоспособность), а положительные ионы, наоборот, угнетают дыхание и т. д. Отрицательные ионы воздуха более подвижны, и их называют легкими, положительные – менее подвижны, поэтому их называют тяжелыми. В чистом воздухе преобладают легкие ионы, а по мере его загрязнения они оседают на пылинках, капельках воды, переходя в тяжелые. Поэтому воздух становится теплым, спертым и душным.

В воздухе содержатся примеси  разного происхождения: пыль, дым, различные  газы. Все это отрицательно сказывается  на здоровье людей, животных и жизнедеятельности  растений.

Кроме пыли, в воздухе  содержатся и микроорганизмы – бактерии, споры, плесневые грибки и др. Их особенно много в закрытых помещениях.

Микроклимат школьных помещений. Микроклиматом называют совокупность физико-химических и биологических свойств воздушной среды. Для школы эту среду составляют ее помещения, для города – его территория и т. д. Гигиенически нормальный воздух в школе – важное условие успеваемости и работоспособности учеников. При длительном пребывании в классе или кабинете 35–40 учеников воздух перестает отвечать гигиеническим требованиям. Изменяются его химический состав, физические свойства и бактериальная загрязненность. Все эти показатели резко возрастают к концу уроков.

Косвенным показателем загрязнения  воздуха в закрытых помещениях является содержание углекислого газа. Предельно  допустимая концентрация (ПДК) углекислого  газа в школьных помещениях составляет 0,1 %, но уже при меньшей его концентрации (0,08 %) у детей младших возрастов наблюдается снижение уровня внимания и сосредоточенности.

Наиболее благоприятными условиями в классе являются температура 16–18 °C и относительная влажность 30–60 %. При этих нормах дольше всего сохраняется работоспособность и хорошее самочувствие учащихся. При этом разница температуры воздуха по вертикали и горизонтали класса не должна превышать 2–3 °C, а скорость движения воздуха – 0,1–0,2 м/с.

В спортивном зале, рекреационных  помещениях, мастерских температура  воздуха должна поддерживаться на уровне 14–15 °C. Расчетные нормы объема воздуха на одного ученика в классе (так называемый воздушный куб) обычно не превышают 4,5–6 куб. м. Но, чтобы в воздухе класса в течение урока концентрация углекислого газа не превышала 0,1 %, ребенку 10–12 лет требуется около 16 куб. м воздуха. В возрасте 14–16 лет потребность в нем увеличивается до 25–26 куб. м. Эта величина названа объемом вентиляции: чем старше ученик, тем она больше. Для обеспечения указанного объема необходима трехкратная смена воздуха, что достигается вентиляцией (проветриванием) помещения.

Естественная  вентиляция. Приток наружного воздуха в помещение ввиду разности температуры и давления через поры и щели в строительном материале или через специально проделанные проемы называют естественной вентиляцией. Для проветривания классных комнат по такому типу используют форточки и фрамуги. Последние имеют преимущество перед форточками, так как наружный воздух через открытую фрамугу поступает сначала вверх, к потолку, где согревается и теплым опускается вниз. При этом находящиеся в помещении люди не переохлаждаются и ощущают приток свежего воздуха. Фрамуги можно оставлять открытыми во время занятий даже зимой.

Площадь открытых форточек или фрамуг не должна быть меньше 1/50 площади пола класса – это так  называемый коэффициент проветривания. Проветривание классных комнат должно проводиться регулярно, после каждого  урока. Наиболее эффективным является сквозное проветривание, когда во время  перемены одновременно открываются  форточки (или окна) и двери класса. Сквозное проветривание позволяет  за 5 мин снизить концентрацию СО2 до нормы, уменьшить влажность, количество микроорганизмов и улучшить ионный состав воздуха. Однако при таком проветривании в помещении не должно быть детей.

Особое внимание уделяется  проветриванию кабинетов, химических, физических и биологических лабораторий, где после проведения опытов могут  оставаться ядовитые газы и пары.

Искусственная вентиляция. Это вентиляция приточная, вытяжная и приточно-вытяжная (смешанная) с естественным или механическим побуждением. Такая вентиляция устанавливается чаще всего там, где необходимо удаление отработанного воздуха и газов, образующихся при проведении опытов. Ее называют принудительной вентиляцией, так как воздух выводится наружу с помощью специальных вытяжных каналов, которые имеют несколько отверстий под потолком комнаты. Воздух из помещений направляется на чердак и по трубам выводится наружу, где для усиления тока воздуха в вытяжных каналах устанавливают тепловые побудители движения воздуха – дефлекторы или электрические вентиляторы. Устройство этого вида вентиляции предусматривается во время строительства зданий.

Вытяжная вентиляция особенно хорошо должна действовать в уборных, гардеробах, буфете, чтобы воздух и  запахи этих помещений не проникали  в классы и другие основные и служебные помещения.

 

 

 

Выводы:

Исходя из материалов реферата можно сделать следующие выводы:

• Дыхание является одним из основных процессов функционирования и жизнедеятельности человеческого организма, без дыхания жизнь может продолжаться всего несколько минут.
• Процесс дыхания представляет собой сложную систему обмена газами между организмом и окружающей средой и включает механизмы частичной обработки вдыхаемых газов органами дыхания человека.
• Органы дыхания человека изменяются в течении взросления и жизни человека, а так же под воздействием внешних факторов.
• Неправильное дыхание приводит к значительному вреду для всего организма человека, может вызывать заболевания и патологические изменения  органов дыхания.
• Огромное значение для здорового  развития ребёнка несёт в себе процесс мониторинга за параметрами дыхания, а также различные методики дыхательной гимнастики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

 

1. А.Г. Хрипкова, М.В. Антропова, Д.А. Фарбер «Возрастная физиология и школьная гигиена» Просвещение 1990г
2. Ю.А.Ермолаев «Возрастная физиология» Просвещение 1976г
3. Н.Н. Леонтьева, К.В. Маринова, Э.Г. Каплун «Анатомия и физиология детского организма » Высшая школа 1985г
4. Н.В. Полтавцева, Н.А. Гордова «Физическая культура в дошкольном детстве»
5. Е.А. Воробьева, А.В. Губарь, Е.Б. Сафьянникова «Анатомия и физиология» Медицина 1975г.