Исследовательская работа «Влияние влажности воздуха на здоровье человека»
Влажность воздуха и её влияние на жизнедеятельность организма человека и окружающую среду Презентацию полготовил
Влажность воздуха ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА — содержание водяного пара в воздухе; одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата оказывающее позитивное или негативное влияние на природную среду и организм человека.
Влажность воздуха Существует также понятия относительная влажность воздуха и абсолютная влажность воздуха . Абсолютная Относительная Для того что бы измерить, находящихся при данной температуре в атмосфере водяные пары . Для того что бы судить о степени влажности воздуха , близок ли водяной пар , находящихся в воздухе , от состояния насыщения .
Абсолютная влажность воздуха Абсолютная влажность — количество влаги, содержащейся в одном кубическом метре воздуха. Из-за малой величины обычно измеряют в г/м³. Но в связи с тем, что при определённой температуре воздуха в нем может максимально содержаться только определённое количество влаги (с увеличением температуры это максимально возможное количество влаги увеличивается, с уменьшением температуры воздуха максимальное возможное количество влаги уменьшается), ввели понятие относительной влажности.
Относительная влажность воздуха Относительная влажность воздуха — отношение молярной доли водяного пара в воздухе к максимально возможной при данной температуре . Измеряется в процентах и определяется по формуле: где P - абсолютная влажность воздуха ; P0 - плотность насыщенного водяного пара.
Понижанная и повышеная влажность воздуха Влажность воздуха зависит от нахождения в нем воды в молекулярном и аэрозольном состоянии (водяной пар). Максимальная плотность водяного пара в данном объеме приданной температуре соответствует абсолютной влажности. Фактическое отклонение содержания водяного пара при данной температуре к возможному максимальному насыщению обозначается как относительная влажность и выражается в процентах. В метеосводках обычно указывается относительная влажность, т.к. ее изменение может непосредственно ощущаться человеком. Воздух считается сухим при влажности до 55%, умеренно сухим — при 56-74%, влажным — при 75-85%, очень влажным — выше 85%.
Оптимальный уровень влажности Оптимальная влажность воздуха для человека составляет 40-60%. Сухой воздух (влажность ниже 40%) ухудшает общее самочувствие и даже у здоровых людей вызывает сонливость, сухость кожи и слизистых оболочек, а также повышает вероятность заболеваний острыми респираторными инфекциями. Еще хуже чувствуют себя люди с хроническими заболеваниями, у которых на фоне общего снижения иммунитета обостряются старые болезни. Присутствие в воздухе большого количества пыли и разных аллергенов вызывает аллергически реакции — нарушения дыхания, насморк, першение в носу и горле и другие неприятные симптомы. Сухой воздух — проблема, актуальная круглый год. В летнюю жаркую погоду для создания комфортных условий широко используются кондиционеры. Между тем, создавая приятную прохладу, они частично осушают воздух в помещении. Особенно это заметно в помещениях, где установлены стеклопакеты. Зимой центральное и электрическое отопление обогревает дом, но в то же время высушивает воздух. Даже приоткрытая форточка не обеспечивает необходимого притока свежего воздуха. В результате в помещении уровень влажности может упасть до 20-25%. Уровень относительной влажности воздуха в зависимости от времени года Для борьбы с сухостью воздуха и обеспечения оптимальных для здоровья человека климатических условий созданы специальные приборы — увлажнители воздуха, которые одинаково эффективно работают в любом помещении, будь-то офис, квартира или детская комната. Помещение без отопления и кондиционирования (лето-осень) с кондиционированием (лето-осень) с центральным отоплением (зима-весна) Влажность воздуха , % 55-60 20-30 20-25 Уровень относительной влажности воздуха в зависимости от времени года
Повышенная влажность воздуха Состояние нервной системы находится в зависимости от колебаний влажности воздуха. Значительная сухость воздуха вызывает раздражение органов дыхания и нервной системы. Имеются данные о том, что снижение относительной влажности воздуха (ниже 50%) способствует нарушению ионного равновесия в организме с преобладанием положительно заряженных ионов. Катионы вызывают высвобождение из тромбоцитов биологически активных веществ (серотонин, гепарин), которые могут стать пусковым механизмом различных неблагоприятных состояний: головной боли, депрессии, чрезмерного утомления, раздражительности, и даже расстройство психики. Сухой воздух раздражает слизистую бронхолегочных путей, провоцируя выделение вязкой слизи как защитного механизма. Значительное повышение относительной влажности воздуха также может привести к неблагоприятным реакциям нервной системы. При повышении влажности воздуха, препятствующей испарению, тяжело переносится жара и усиливается действие холода, способствуя большей потере тепла путем проведения. Холод и жара в сухом климате переносятся легче, чем во влажном. При понижении температуры содержащаяся в воздухе влага конденсируется, образуется туман. Это возможно также при смешении теплою влажного воздуха с холодным и влажным. В промышленных районах туман может поглощать токсические газы, которые, вступая в химическую реакцию с водой, образуют сернистые вещества. Это может привести к массовым отравлениям населения. Одна из причин, почему влажность делает жару более невыносимой, является то, что чем выше влажность, тем более высокой ощущается температура воздуха, чем она есть на самом деле. Например, при температуре 35 градусов при относительной влажности воздуха 30 % вы будете чувствовать себя, как и бывает в действительности при 35 градусах. Но при влажности до 65% в те же 35 градусов, вы будете чувствовать на себе воздействие колоссальных 42 градусов! Проблема высокой влажности состоит в том, что она заставляет человека чувствовать себя более разгоряченным. Это происходит потому, что наш организм, пытаясь охладиться, работает все активнее и активнее, выделяя пот. Но выделение пота в этом случае не работает как охлаждение, поэтому мы продолжаем нагреваться, и в результате перегреваемся, а это приводит к потере воды и химических веществ, в которых нуждается организм. Перегрев, или чаще тепловое истощение, может привести к обезвоживанию и химическому дисбалансу в организме.
Приборы измеряющие влажность Как и чем можно измерять и контролировать уровень влажности в помещении ? Вопрос измерения влажности волновал адептов физики еще давно. Измерять влажность необходимо и синоптикам. А для нас – обычных людей – не менее важно знать какова влажность воздуха в помещении, где мы проводим длительные промежутки времени. Ведь о влиянии влажности воздуха на организм человека было сказано уже очень много, а значит, влажность просто необходимо контролировать и измерять. Теория измерения влажности Приборы для измерения влажности различаются по методам измерений. Например, гигрометр и психрометр служат одной и той же цели – измерению влажности воздуха, но в их основе лежат абсолютно разные принципы.
Гигрометр Гигрометр — измерительный прибор для определения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: весовой, волосной, плёночный и прочих. Принцип работы гигрометра. 1 - корпус; 2- электрод родиевый общий; 3 - электрод родиевый рабочей части чувствительного элемента; 4- электрод родиевый контрольной части чувствительного элемента; 5 - источник питания; 6 - гигрометр; 7 - кнопка "КОНТРОЛЬ" В канале цилиндрического стеклянного корпуса 1 кулонометрического чувствительного элемента размещены родиевые электроды 2, 3 и 4, выполненные в виде геликоидальных несоприкасающихся спиралей. Электроды 3 и 4расположены последовательно друг за другом по ходу газового тракта. На стенки канала и электрода нанесена пленка частично гидратированной пятиокиси фосфора Р2О5 , обладающей высокой влагосорбирующей способностью. Через чувствительный элемент в направлении, указанном стрелкой, непрерывно проходит анализируемый газ, расход которого поддерживается постоянном, а величина выбрана таким образом, чтобы практически вся влага извлекалась из потока анализируемого газа пленкой пятиокиси фосфора. К электродам приложено напряжение от источника постоянного тока 5, величина которого превышает потенциал разложения воды. Таким образом, одновременно с непрерывным количеством извлечением влаги пленкой сорбирующего вещества из точно дозируемого потока анализируемого газа происходит электролитическое разложение поглощенной влаги. В установившемся режиме ток электролиза, контролируемый гигрометром, является мерой абсолютного содержания влаги в газе. В процессе работы чувствительного элемента происходит постепенное уменьшение активной поверхности сорбирующей влаги пленки пятиокиси фосфора, равносильное укорочению чувствительного элемента со стороны входа анализируемого газа. Уменьшение поверхности происходит в результате загрязнения пленки механическими примесями и полимеризующимися на ней компонентами анализируемого газа и в результате постепенного выноса пленки газовым потоком. В связи с перечисленным, во время эксплуатации гигрометров количество влаги, не извлеченной в чувствительном элементе, постепенно увеличивается. Зная законы распределения тока по длине чувствительного элемента и величину участка чувствительного элемента, занимаемого электродом 4, можно по величине тока электролиза в цепи электрода и суммарному току электролиза чувствительного элемента определить полноту извлечения влаги в чувствительном элементе. С целью проверки полноты извлечения влаги в конструкции гигрометра предусмотрена возможность контроля полноту извлечения влаги в чувствительном элементе. поиск
Виды Гигрометров Весовой (абсолютный) гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность. Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны передаётся стрелке. Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометра периодически сравниваются с показаниями более точного прибора — психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха. В электролитическом гигрометре пластинку из электроизоляционного материала (стекло, полистирол) покрывают гигроскопическим слоем электролита — хлористого лития — со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, а следовательно, и его сопротивление; недостаток этого гигрометра — зависимость показаний от температуры. Действие керамического гигрометра основано на зависимости электрического сопротивления твёрдой и пористой керамической массы (смесь глины, кремния, каолина и некоторых окислов металла) от влажности воздуха. Конденсационный гигрометр определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического зеркальца в момент появления на нём следов воды (или льда), конденсирующейся из окружающего воздуха. Конденсационный гигрометр состоит из устройства для охлаждения зеркальца, оптического или электрического устройства, фиксирующего момент конденсации, и термометра, измеряющего температуру зеркальца. В современных конденсационных гигрометрах для охлаждения зеркальца пользуются полупроводниковым элементом, принцип действия которого основан на Пельтье эффекте, а температура зеркальца измеряется вмонтированным в него проволочным сопротивлением или полупроводниковым микротермометром. Всё большее распространение находят электролитические гигрометры с подогревом, действие которых основано на принципе измерения точки росы над насыщенным соляным раствором (обычно хлористым литием), которая для данной соли находится в известной зависимости от влажности. Чувствительный элемент состоит из термометра сопротивления, на корпус которого надет чулок из стекловолокна, пропитанный раствором хлористого лития, и двух электродов из платиновой проволоки, намотанных поверх чулка, на которые подаётся переменное напряжение.
Психрометр Простейший психрометр состоит из двух спиртовых термометров, один - обычный сухой термометр, а второй имеет устройство увлажнения. Термометры имеют градуировку с ценой деления 0,1-0,5 градуса. Термодатчик влажного термометра обернут хлопчатобумажной тканью, которая находится в сосуде с водой. Вследствие испарения влаги, увлажнённый термометр охлаждается. Для определения относительной влажности снимают показания с сухого и влажного термометров, а далее используют Психрометрическую таблицу. Обычно входными величинами в Психрометрической таблице являются показания сухого термометра и разница температур сухого и влажного термометров. В конструкции прибора для удобства пользования может включаться Психрометрическая таблица. Так же может включаться вентилятор для аспирации воздуха около влажного термометра. При этом скорость аспирации небольшая, обычно 0,5-1 м/с. На показания психрометра влияет также и атмосферное давление, поэтому для точных измерений, в случае отклонения атмосферного давления от номинального, к результатам Психрометрической таблицы добавляют поправку. поиск Гигрометр психро́метрический — прибор для измерения влажности воздуха и его температуры.
Тензиометр Тензио́метр — прибор для определения капиллярной (матричной) составляющей потенциала почвенной влаги. В простейшем случае состоит из керамической тонкопористой пластины (свечи), заполненной водой пластиковой или стеклянной трубки и вакуумметра. Вся система должна сохранять герметичность и не содержать воздуха. Часто вакуумметр устанавливается на отдельном колене трубки, другой конец которой закрыт обычной пробкой, необходимой для удаления воздуха и добавления воды. Прибор может функционировать в диапазоне давлений от 0 до −600…-700 см. водного столба. Для расчёта капиллярно-сорбционного давления из показаний вакуумметра необходимо вычесть давление подвешенного столба жидкости в приборе (от свечи до вакуумметра). Тензиометр применяется как в научных исследованиях, так и на производстве. Например, с его помощью может производиться непрерывный мониторинг за влажностью почвы и, как только она окажется ниже допустимой отметки, запускается полив. Возможна полная автоматизация этого процесса. Первые тензиометры предложил использовать для автоматизации полива рассады в закрытом грунте американец Бартон Е. Ливингстон в 1908 году. Однако ещё в 1848 другой американец Дж. Бабинет сообщал об устройстве на основе керамической свечи для автоматического полива растений, возможно именно это и был первый тензиометр. Распространение тензиометры получили начиная с 1920-х годов. Схема устройства тензиометра: 1—керамическая тонкопористая свеча, 2—трубка, заполненная водой, 3—герметичная крышка, 4—устройство для измерения давления.
Вода в теле человека Вода- непременная составная часть всего живого. В теле здорового человека содержится около 80% воды. Потеря 10% воды приводит к гибели человека, а при утрате всего 2% в организме начинаются серьёзные биохимические нарушения, приводящие к нарушению постоянства внутренней среды организма человека.
Паталогии и недуги связанные с влажностью воздуха Вода ежедневно поступает в организм человека с жидкостью, пищей и через кожу и слизистые оболочки дыхательных путей с воздухом, обогащенным влагой. Человек, находящийся в пустыне, безмерно страдает от излишней потери влаги через кожу и дыхательные пути. Не зря жители этих районов защищают себя в жару тяжелой непроницаемой одеждой, чтобы ограничить испарение пота с поверхности кожи, постоянно употребляют зеленый чай. Существует ряд недугов, связанных с патологией водного обмена кожи и слизистых оболочек. Ихтиоз, или "рыбья чешуя", наследственное конституциональное заболевание, при котором кожа теряет нормальный тургор, отличается сильной сухостью и выраженным шелушением. Сухость кожи - симптом, который встречается при многих заболеваниях, таких как атопический дерматит, экзема, почесуха. Главный симптом при выраженной сухости кожного покрова - это зуд. Больные жалуются на постоянное ощущение раздражения кожи, которое приводит к повышенной нервной возбудимости, потере сна вплоть до нервного истощения. Старческие изменения липидного состава кожи приводят к мучительному зуду вследствие нарушения нормального водного баланса. Состояние особенно ухудшается в осенне-зимний период, когда начинается отопительный сезон. С одной стороны, ощущение комфорта вызывает температура 22-230С. С другой стороны, источник тепла вызывает значительное снижение влажности воздуха в жилой среде и приводит к серьезной потере влаги с поверхности кожи и усилению зуда. Существует много различных методов препятствовать излишнему испарению влаги с поверхности кожного покрова (увлажняющая косметика, хлопковая одежда, водные процедуры). Диета с ограничением соли дает неплохой результат по нормализации водно-солевого обмена, особенно у людей пожилого возраста. Однако одно из наиболее важных условий поддержания нормального водообмена - это нормальный режим влажности и температуры воздуха в жилом помещении.
От этих параметров зависит также состояние дыхательных путей человека. У большинства жителей мегаполиса при осмотре часто обнаруживают признаки субатрофии слизистых оболочек. При цитологическом исследовании обнаруживается интенсивное слущивание омертвевших клеток эпителия, выстилающего полость носа, трахеи и бронхов. Гибель клеток происходит вследствие отсутствия достаточного содержания воды в воздухе, и, соответственно, в самих клетках эпителия. Больные жалуются на мучительный сухой кашель без отхождения мокроты, и отмечают абсолютную неэффективность препаратов, разжижающих мокроту, и антибиотиков.Кашель беспокоит больного в течение длительного периода, месяцами и годами. В носу постоянно образуются сухие корочки, которые доставляют массу неприятных ощущений. ЛОР-врач в таких случаях ставит диагноз атрофического ринита, а пульмонолог - хронического трахеобронхита или эндобронхита. Обострения этих заболеваний носят сезонный характер, что также связано с изменением микроклимата окружающей среды. Поступление влаги в ткани, выстилающие дыхательные пути, путем ингаляций дает временный и незначительный эффект. Основная проблема при лечении таких заболеваний - изменить состав вдыхаемого воздуха. Доктора часто рекомендуют пациентам с такой патологией поехать подышать свежим морским бризом, и больные удовлетворенно отмечают, что уже в первые сутки пребывания во влажном климате симптомы начинают исчезать. Даже проведение простых манипуляций с целью повышения влажности в жилом помещении приводит к ощутимым результатам. Развешивание мокрых простыней на горячих батареях, установка аквариумов, мини-водоемов, комнатных фонтанчиков и даже просто емкостей с водой позволяет увеличить параметр влажности в квартирах с центральным отоплением. Но наиболее современным, эффективным и удобным способом является использование специальных бытовых приборов - увлажнителей воздуха. Процесс старения кожи и слизистых оболочек дыхательных путей может происходить весьма различно во временном аспекте. Одним из главных факторов, влияющих на продолжительность этого процесса, является содержание влаги в окружающей человека атмосфере. Ежесекундное постоянное поступление воды в клетки эпидермиса кожи и эпителия дыхательных путей в достаточном количестве из окружающей среды - необходимое условие для предупреждения преждевременного старения. Поэтому создание оптимального микроклимата жилой среды - это основная задача в борьбе с преждевременным старением и развитием субатрофических изменений кожного покрова и слизистых оболочек дыхательных путей. Для поддержания определённого уровня относительной влажности воздуха существуют специальные приборы Увлажнители воздуха
Влияние влажности воздуха на мебель Особо чувствительна к колебаниям влажности воздуха древесина, а, соответственно, и все предметы интерьера, из нее изготовленные: мебель, паркет, предметы искусства, а также музыкальные инструменты. Согласно данным специалистов, наиболее оптимальный уровень относительной влажности воздуха для деревянным предметов составляет 40-60%. Высокая влажность воздуха (более 70%) губительна для мебели и паркета - дерево вздувается и деформируется. Однако и низкая влажность воздуха не менее опасна для дерева. Последствия воздействия сухого воздуха (влажность < 30%) на предметы интерьера, очевидны в холодное время года, когда в помещениях начинает работать центральное отопление. На поверхности мебели возникают трещины, паркет рассыхается - между планками образуются большие зазоры, музыкальные инструменты теряют настройку. Трудно переносят зимнюю сухость картины: под воздействием сухого воздуха слой краски сначала растрескивается, а затем и вовсе отходит от холста. Именно по этой причине во всех крупных музеях, галереях и выставочных залах устанавливаются специальные приборы, круглосуточно фиксирующие изменение влажности воздуха в помещениях, где располагаются экспозиции, а также специальные приборы, увлажняющие воздух. Безусловно, мебель большинства российских квартир и домов не относятся к предметам антиквариата, однако, это не лишает нас желания заботиться о ней и оберегать от преждевременного старения. Именно поэтому все больше и больше российских семей приобретают в свои жилища увлажнители воздуха, которые заботят не только о здоровье домочадцев, но и о предметах интерьера.
Залог цветочного здоровья Цветы и декоративные растения обладают притягательной силой и красотой, создают уют в любом доме и служат отличным средством декорирования интерьера. Но быстрый рост и пышное цветение представителей флоры возможны только при оптимальном уровне относительной влажности воздуха в помещении. Профилактическими мерами по защите растений являются опрыскивание, взрыхление почвы, грамотный полив, своевременная подкормка минералами и другие составляющие. Существует большое количество дополнительных приспособлений по уходу за цветами — горшки, дренажи, пакеты удобрений, обработанная дождевыми червями почва и т.д. Но даже при строгом соблюдении всех правил «цветочного хозяйства» растения часто болеют, желтеют и сохнут, опадают цветки и бутоны, кончики листьев становятся коричневыми и сморщенными. Все эти признаки являются сигналами плохих климатических условий, а именно — пониженной влажности воздуха. Влага, содержащаяся в воздухе, необходима растениям не меньше, чем кислород людям. Работающие электроплиты, утюги, телевизоры, компьютеры и другая бытовая техника осушают атмосферу квартиры. Летом, в изнуряющую жару, частичное осушение воздуха происходит и за счет кондиционеров. Зимой же холодный воздух содержит крайне мало влаги, а во время отопительного сезона уровень влажности в помещении падает порой до 20%. Особенно страдают экзотические растения. Для них необходимо создать условия, максимально приближенные к их исторической родине. Регулярного полива почвы недостаточно, так как большинство тропических представителей флоры добывают воду не корнями, а именно листьями. Поэтому цветы первыми реагируют на засуху.
