Powietrze jest mieszaniną gazów, która otacza kulę ziemską i tworzy powłokę gazową, zwaną atmosferą (atmos – oddech, sfera – kula).

Atmosfera dzieli się na:

troposferę (do 11km),
stratosferę (do 100km),
jonosferę (do 1000km),
egzosferę (pow. 1000km).

AZOT (N₂) nie ma większego znaczenia w procesach oddychania; dla organizmu ludzkiego jest gazem nieszkodliwym i w normalnych warunkach otoczenia nie ma bezpośredniego wpływu na czynności fizjologiczne, ale np. u nurków zatrudnionych pod wodą, azot może wydzielać się we krwi w postaci pęcherzyków – wówczas może być niebezpieczny dla życia.

TLEN (O₂) został odkryty przez J. Priestleya w 1771r. Trzy lata później A.L. Lavoisier udowodnił, że tlen w czasie spalania zostaje zużyty w procesie utleniania węgla, w wyniku czego powstaje dwutlenek węgla (proces podobny do spalania w piecu).
Wysoko w górach, na skutek zmniejszonego ciśnienia atmosferycznego, ciśnienie parcjalne tlenu jest mniejsze, co może wywołać głód tlenowy (choroba wysokogórska). Oddychanie powietrza o zmniejszonej zawartości tlenu jest bardzo utrudnione, wywołuje uczucie stopniowo nasilającej się duszności, utratę przytomności, a nawet śmierć. Zawartość tlenu w powietrzu 8-6% wywołuje uczucie duszności (asfiksję) i śmierć. Zwiększenie się zawartości tlenu ponad miarę nie jest spotykane w przyrodzie.

DWUTLENEK WĘGLA (CO₂) w normalnych ilościach spotykanych w powietrzu jest on gazem nieszkodliwym dla organizmu. Używany jest do wyrobu wody sodowej i innych wód musujących.
Przy zwiększonych stężeniach dwutlenku węgla w powietrzu obniża się temperatura ciała, ponieważ CO₂ działa hamująco na procesy spalania, czyli na wytwarzanie ciepła. Niewielkie jego zwiększenie prowadzi do zwiększonej liczby oddechów.
W przypadku gromadzenia się w pomieszczeniu dwutlenku węgla wydychanego przez ludzi przekraczających górną granicę normy (0,03%) zmieniają się właściwości fizyczne powietrza – zwiększa się w nim ilość pary wodnej i podwyższa temperatura (kiedy w pomieszczeniach źle wietrzonych przebywa kilka lub kilkanaście osób). Są to warunki niepomyślne dla organizmu powodujące złe samopoczucie.

Pettenkofer stwierdził, że zawartość CO₂ w powietrzu może być wskaźnikiem zanieczyszczenia powietrza (ustalona przez niego dopuszczalna ilość CO₂ wynosi 0,1% - jest to tzw. wskaźnik Pettenkofera.

W skład powietrza wchodzi również tlenek węgla, który jest gazem duszącym (łączy się z hemoglobiną krwi, tworząc hemoglobinę tlenkowo-węglową tracąc zdolność łączenia się z tlenem i przenoszenia tlenu do tkanek – dochodzi do niedotlenienia (anoksemii), a w organizmie gromadzą się nie utlenione produkty przemiany materii = bóle i zawroty głowy oraz nudności, wymioty zapaść. Ozon nie występuje w powietrzu w miastach, jest w bardzo czystym powietrzu w górach, lesie, nad morzem. W większych ilościach spotykany jest po burzy z piorunami (powstaje z tlenu pod wpływem wyładowań elektrycznych).

Inne:

Dwutlenek siarki – ma zastosowanie w przemyśle z powodu właściwości bielących, odbarwiających i odkażających.

Tlenki azotu – działają na spojówki, nabłonek dróg oddechowych.

Dwusiarczek węgla

Siarkowodór

Amoniak

W skład powietrza wchodzą jeszcze inne składniki, spotykane najczęściej w środowiskach miejskich i przemysłowych, takie jak: pyły, drobnoustroje i para wodna.

Do elementów kształtujących właściwości fizyczne powietrza zaliczamy: temperaturę, wilgotność, ruch powietrza, ciśnienie atmosferyczne.

Wyżej wymienione właściwości fizyczne powietrza stanowią makroklimat, czyli zespół warunków atmosferycznych danej miejscowości. Z kolei zespół wyżej wymienionych warunków klimatycznych występujących na niewielkim obszarze nazwiemy mikroklimatem (np. mikroklimat pomieszczenia mieszkalnego lub doliny czy zbocza górskiego). Mikroklimat powinien być zdrowy i przyjemny, powodujący fizjologiczny stan dobrego samopoczucia.

Jaki wpływ na organizm ma TEMPERATURA?

Temperatura. Działanie wyższej temperatury może przejawiać się w postaci przegrzania (hyperthermia) i porażenia cieplnego, co zaburza równowagę pomiędzy wytwarzanym a oddawanym ciepłem.

• zwiększenie oddawania ciepła dokonuje się przez rozszerzenie naczyń krwionośnych skórnych, obfite wydzielanie potu, przyspieszenie oddechów i tętna.

• zmniejszenie oddawania ciepła odbywa się przez osłabienie aktywności życiowej: ruchy ciała stają się powolniejsze, łaknienie wyraźnie zmniejsza się, stopień przyswajania pokarmów i przemiana materii zmniejszają się.

Zwiększenie liczby oddechów i przyspieszenie tętna przy zwiększonej temperaturze ciała świadczą o utrudnionym oddawaniu ciepła i o zaburzeniu termoregulacji ustroju, w organizmie gromadzą się produkty niedostatecznego utlenienia, do krwi przedostają się związki toksyczne przemiany wewnątrztkankowej i może wystąpić stan zwany porażeniem cieplnym lub udarem cieplnym. Stan ten może prowadzić do śmierci.

Wpływ niskich temperatur na organizm przejawia się w zmniejszeniu utraty ciepła wskutek zwężenia naczyń krwionośnych, pojawia się tzw. gęsia skórka, tętno staje się wolniejsze, oddechy głębsze. Działanie dłużej trwającej niskiej temperatury jest oziębienie (hypothermia) doprowadzając do zmniejszonej odporności ogólnej ustroju. W końcu dochodzi do zamarznięcia (osłabienie wszystkich czynności życiowych ustroju, zwolnienie oddychania i pracy serca, zmniejszenie przemiany materii, zmęczenie, senność, utrata przytomności.

REGULACJA CIEPLNA - TERMOREGULACJA

Termoregulacja jest to złożony, odruchowy proces podlegający działaniu OUN. W termoregulacji ustroju podstawowym warunkiem jest zachowanie całkowitej równowagi cieplnej między dowozem a stratami ciepła. Wydatek musi być szybko uzupełniony, aby utrzymać stałą temperaturę ustroju.

Regulacja cieplna ustroju umożliwia utrzymanie stałej temperatury ciała przy jednoczesnej wymianie ciepła między organizmem a środowiskiem zewnętrznym.

Czynności wytwarzania i oddawania ciepła wg dawnej terminologii, nazywane regulacją cieplną „chemiczną” i „fizyczną”. Regulacja cieplna chemiczna związana jest z procesami utleniania w ustroju. Fizyczna polega na oddawaniu ciepła przez skórę, drogi oddechowe oraz przewody pokarmowy i moczowo-płciowy.

Bierna utrata ciepła polega na czysto fizycznym przechodzeniu ciepła z ustroju o wyższej temperaturze do otoczenia o temperaturze niższej (np. promieniowanie, konwekcja, przewodnictwo).

Czynna utrata ciepła zachodzi wtedy, gdy bierna utrata ciepła staje się niedostateczna i gdy zaczyna nam grozić przegrzanie – zwiększa się pocenie i parowanie potu z powierzchni skóry.

Jaki wpływ na organizm ma WILGOTNOŚĆ POWIETRZA?

Wilgotne powietrze, zarówno o temperaturze wysokiej, jak i niskiej, działa na ustrój niekorzystnie. Wilgotność powietrza bezpośrednio wpływa na procesy oddawania ciepła i inne czynności życiowe organizmu.

Powietrze suche spotykane jest w klimacie pustynnym, podzwrotnikowym, jak również w warunkach mikroklimatu, np. w hutach, kotłowniach. Suche powietrze odbiera ustrojowi dużo wody, skóra staje się chropowata, wysychają i pękają błony śluzowe, zmniejsza się odporność ustroju na zakażenie.

W przypadku dużej wilgotności i wysokiej temperatury utrudnione jest oddawanie ciepła z organizmu, ochładzanie ustroju i zatrzymywanie ciepła powoduje złe samopoczucie, następnie przegrzanie organizmu (udar cieplny). Powietrze wilgotne o niskiej temperaturze wywołuje szybką utratę ciepła. Niska temperatura i znaczna wilgotność ułatwiają ochładzanie ustroju przez oddawanie ciepła wskutek przewodnictwa (powietrze wilgotne jest lepszym przewodnikiem ciepła niż suche). Już krótkotrwałe przebywanie w chłodnym i wilgotnym powietrzu może spowodować występowanie takich dolegliwości jak przeziębienie, katar i inne choroby dróg oddechowych. Stałe przebywanie w chłodnych i wilgotnych pomieszczeniach usposabia do wielu chorób, zwłaszcza do gośćca i nerwobólów.

Jaki wpływ na organizm ma RUCH POWIETRZA?

Ruch powietrza może oddziaływać bezpośrednio lub pośrednio na organizm. Powietrze, które wykazuje zwiększony ruch, wpływa bezpośrednio na oddawanie ciepła z ustroju, a przez to na jego ochłodzenie. Nadmierny ruch powietrza przy odpowiedniej temperaturze wywołuje silny masaż skóry. Z kolei znaczny ruch powietrza przy niskiej temperaturze i dużej wilgotności łatwo prowadzi do powstania chorób dróg oddechowych (nieżyty nosa, gardła, krtani, tchawicy lub oskrzeli).

Brak ruchu powietrza prowadzi do zaburzeń termoregulacji (przydatne są tu wentylatory elektryczne).

Działanie pośrednie ruchu powietrza na organizm przejawia się w mieszaniu warstw powietrza, dzięki czemu wyrównywany jest skład chemiczny powietrza i jego temperatura.

Ruch powietrza jest zjawiskiem bardzo ważnym i musi być zawsze brany pod uwagę przy tworzeniu odpowiednich, higienicznych warunków mikroklimatu lokalnego. Szczególnie jest ważny w pomieszczeniach, w których znajduje się chory człowiek.

Jaki wpływ na organizm ma CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE?

Ciśnienie atmosferyczne ma niewątpliwy wpływ na organizm ludzki.

Różnice w wielkości ciśnienia atmosferycznego mogą powodować powstawanie dolegliwości lub nasilenie się już istniejących chorób (przy spadku ciśnienia atmosferycznego, zwłaszcza przed deszczem, pojawiają się dokuczliwe bóle reumatyczne i neuralgie, powodując stan rozdrażnienia i pogorszenia samopoczucia).

Przy zmniejszeniu ciśnienia atmosferycznego, np. w czasie wchodzenia na wysoką górę, może wystąpić u człowieka choroba górska – przyspieszenie bicia serca, zwiększona liczba oddechów na minutę, duszności, osłabienie, zawroty głowy, lęk przestrzeni, nudności, wymioty, krwawienie z nosa, utrata przytomności.

Na dużych wysokościach występuje też obniżenie temperatury i wilgotności powietrza. Przy długotrwałym przebywaniu w powietrzu ubogim w tlen, np. u pasterzy wysokogórskich lub plemion koczujących na wysokości kilku tysięcy metrów występuje stopniowe przystosowanie się organizmu do danych warunków (aklimatyzacja).
Organizm przystosowuje się przez zwiększenie objętości oddechowej płuc, zwiększenie liczby oddechów na minutę, zwiększenie liczby skurczów serca, ilości hemoglobiny i liczby krwinek czerwonych, spowolnienie procesów spalania w tkankach (przez co zmniejsza się zapotrzebowanie na tlen.

Promieniowanie słoneczne

Źródłem życia na Ziemi jest ciepło przekazywane przez promienie słoneczne. Słońce wysyła swoje promienie we wszystkich kierunkach (z ogólnej ilości promieni wysyłanych przez Słońce do górnych warstw atmosfery dochodzi jedna dwumilionowa część jego energii promienistej).
Energia promienista wywiera bardzo duży wpływ na organizm człowieka – odnosi się to do promieni widzialnych widma i promieni niewidzialnych (podczerwonych i nadfioletowych):

• promienie widzialne, z wyjątkiem czerwonych, przenikają na głębokość kilku milimetrów, a promienie podczerwone – do głębokości kilku centymetrów (2,5) – ma to bardzo istotne znaczenie dla czynności mózgu. Po naświetleniu promieniami czerwonymi i podczerwonymi temperatura skóry wraca do normy dopiero po upływie 40-50min. Dłuższe naświetlanie promieniami słonecznymi prowadzi do silnego przegrzania całego organizmu i nagromadzenia się w nim znacznej ilości ciepła (mogą wystąpić oparzenia rumieniowe, pęcherzowe, a nawet martwica komórek).

• promienie nadfioletowe działają powierzchownie na naskórek, wywołując zmianę pigmentacji skóry.

Jednym z najważniejszych zadań spełnianych przez promienie nadfioletowe jest uaktywnianie nieczynnych związków chemicznych w skórze, np.. Ergosterolu, i w następstwie wytworzenie witaminy D (zapobiega powstawaniu krzywicy). Poza tym przyspieszają procesy gojenia się ran i owrzodzeń. Działanie energii słonecznej wywołuje szybszy porost włosów, zwiększoną czynność gruczołów potowych i łojowych, poprawia samopoczucie.

Światło słoneczne jest bardzo ważnym czynnikiem życiodajnym, potęgującym procesy fizjologiczne ustroju.

Brak harmonii i umiaru w jego stosowaniu może być przyczyną przykrych następstw dla organizmu.

ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA

Według opracowań Światowej Organizacji Zdrowia przez zanieczyszczenia należy rozumieć takie zmiany środowiska lub jego elementów, które zmieniając jego jakość powodują, że dany element staje się nieprzydatny lub przydatny w ograniczonej mierze dla człowieka.

Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, zwłaszcza pyłowe i gazowe, wywierają niekorzystny wpływ na środowisko i ludzi, a przede wszystkim na niemowlęta, dzieci, osoby starsze i chore.

W środowisku, gdzie emisja zanieczyszczeń atmosferycznych jest duża, obserwowano zwiększoną częstotliwość takich chorób i dolegliwości, jak:

1. Choroby przedniego odcinka oka, zapalenia spojówek oka, mikrourazy rogówki (ciała obce) powstające na skutek zanieczyszczeń pyłowych.

2. Zaburzenia układu oddechowego, np. zapalenia błony śluzowej jamy nosowej, gardła i krtani; zapalenia oskrzeli, płuc (w miastach angielskich 5 razy częściej niż na wsi).

3. Reakcje alergiczne ustroju.

4. Nowotwory płuc, np. w wyniku wdychania pyłów azbestu.

5. Zaburzenia w układzie krążenia – zawał mięśnia sercowego (2,3-krotnie częstsze u osób palących niż niepalących).

6. Zaburzenia pracy OUN – bóle i zawroty głowy, bezsenność, złe samopoczucie, pobudzenie.

Zanieczyszczenia pyłowe

Pyły dzielimy na pyły pochodzenia organicznego (pyły roślinne: drzewny, bawełniany, mączny oraz pyły zwierzęce (wełniany, z kości, włosia, odchodów zwierzęcych) i pochodzenia nieorganicznego (pyły metali: żelaza, miedzi, ołowiu oraz pyły mineralne (piaskowy, węglowy, wapienny) oraz pyły opadające i zawieszone. Działanie różnych rodzajów pyłów, zawierających ciała drażniące pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, może być przyczyną zmian uczuleniowych na skórze lub błonach śluzowych. Drobne cząsteczki pyłu, które w większych ilościach przedostają się do oskrzeli pęcherzyków płucnych, nie mogą być już całkowicie z nich usunięte i powodują powstawanie choroby, zwanej pylicą. Zapylenie powietrza jest, szczególnie w rejonach przemysłowych, jest przyczyną częstego występowania chorób dróg oddechowych (gruźlica, zapalenie oskrzeli, zapalenie płuc).

Walka z zapyleniem powietrza w pomieszczeniach i przestrzeniach otwartych polega przede wszystkim na zmniejszeniu lub niewytwarzaniu pyłu w procesach wytwórczych, na prawidłowym i częstym usuwaniu pyłu ze środowiska. Np. pył w mieszkaniach najlepiej usuwa się za pomocą odkurzaczy elektrycznych, wilgotnych ścierek, wilgotnych trocin, szczególnie na posadzkach lastrykowych, pokrytych linoleum. Należy również często wietrzyć pomieszczenie.

Zanieczyszczenia gazowe

Intensywny rozwój industrializacji, motoryzacji, urbanizacji powoduje coraz większe zanieczyszczenia gazowe środowiska (dwutlenkiem siarki i tlenkiem węgla). Głównym źródłem zanieczyszczeń środowiska są zakłady przemysłowe, samochody, zakłady energetyczne, centralne urządzenia ogrzewcze (ciepłownie).

WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ GAZOWYCH NA ORGANIZM

Dwutlenek siarki działa drażniąco na aparat ochronny oka, górne drogi oddechowe, tkankę płucną, uszkadza komórki wątrobowe.

Tlenek węgla powstaje w gałęziach przemysłowych; objawy chorobowe zależą od charakteru zatrucia oraz od wrażliwości osobniczej zatrutych.

Tlenki azotu powstają w wysokich temperaturach spalania w piecach przemysłowych, znajdują się w spalinach. Z tlenków azotu toksyczne działanie na układ oddechowy wywiera przede wszystkim dwutlenek azotu. Jego zwiększona koncentracja wywołuje zapalenie oskrzeli i oskrzelików, powodując uszkodzenia nabłonka dróg oddechowych.

DROBNOUSTROJE W POWIETRZU…

Poza zanieczyszczeniami pyłowymi i gazowymi w powietrzu znajdują się również bakterie chorobotwórcze i zarodniki oraz pleśnie. Drobnoustroje unoszą się na cząsteczkach pyłu, kurzu lub pary wodnej, z którymi mogą przedostać się do dróg oddechowych z powietrzem wdychanym a nawet do dróg pokarmowych (podczas połykania).
O wiele bardziej zanieczyszczone jest powietrze w pomieszczeniach zamkniętych, np. w salach kinowych, koncertowych, wagonach, poczekalniach.
W obecności osoby chorej, w czasie kichania lub kaszlu konieczne jest zasłanianie chusteczką ust, a w czasie rozmowy należy zachować bezpieczną odległość od chorego, który jest źródłem drobnoustrojów wywołujących zakażenie kropelkowe.

Wysoko w górach oraz na pełnym morzu prawie nie spotyka się w powietrzu bakterii, ponieważ mniejsze są możliwości ich rozwoju.

Aby zmniejszyć liczbę drobnoustrojów w mieszkaniach, należy stosować takie metody, jak w walce z pyłem, a więc częste i dokładne wietrzenie, usuwanie kurzu na mokro, pokrywanie podłogi pastą pyłochłonną.

Współczesny człowiek coraz częściej narażony jest na niebezpieczeństwa i zagrożenia związane z jego własną działalnością. Najczęściej dopiero wówczas, gdy je już wytworzy, stara się opracować odpowiednie przepisy i prawa ochraniające zdrowie. Przepisy te mają wielkie znaczenie praktyczne, ponieważ większość ścieków z ośrodków przemysłowych i miast odprowadzana jest do rzek bez urządzeń oczyszczających i zabezpieczających ich wartości naturalne.

Zanieczyszczenia wody powodują wymieranie ryb i czynią wodę niezdatną do picia i potrzeb gospodarczych. Przykładami mogą być Wisła i Odra, których zanieczyszczenie w pewnych odcinkach dochodzi do kilkudziesięciu procent. Powyższe ustawy w tak szerokim ujęciu zostały opracowane jako jedne z pierwszych w Europie.

O przywiązaniu wagi do zagadnień ochrony środowiska w Polsce świadczy fakt utworzenia odrębnego ministerstwa o nazwie Ministerstwo Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa. Ochrona środowiska jest stale uzupełniania i aktualizowana odpowiednimi przepisami i ustawami, których pełny zbiór znajduje się w Wojewódzkich Stacjach Sanitarno-Epidemiologicznych i odpowiednich ministerstwach i ich specjalistycznych komisjach. Ustawy po zatwierdzeniu przez Sejm są publikowane w Dzienniku Ustaw RP.