Bioklimatologia (2).doc

6

                                                       Bioklimatologia

                                                                   wykł. Prof. B. Michalska

                                 Odziaływanie środowiska atmosferycznego na człowieka.

Definicja bioklimatologii :
„ Słońce, woda i wiatr mogą z jednej strony szkodzić zdrowiu, a  z drugiej strony mogą przynosić poprawę stanu zdrowia, a nawet leczyć „ ( Hipokrates 460-377 r. p.n.e. )       

·         Zespół czynników atmosferycznych, które działają na receptory zmysłowe człowieka
( Huboldt 1827)

·         Badanie wpływu pogody i klimatu na człowieka ( współcześnie)

*Znaczenie bodźców klimatycznych :

·         Czynniki geograficzne :
- rzeźba terenu
- rodzaj podłoża
- szata roślinna
- stosunki wodne
- użytkowanie terenu

* Intensywność bodźców- określa się na podstawie ich trwania.
*Dynamikę bodźców – na podstawie zmienności różnych typów pogody.
* Synergizm bodźców – to ich wzajemne współdziałanie.

* Bodźce dzieli się w zależności od ich intensywności na :
- słabe – powodujące utratę przystosowania, wydelikacenie
- umiarkowane – działające pobudzająco, hartująco i leczniczo
- silnie – działające szkodliwie, powodujące obciążenie organizmu

*Zespoły bodźców atmosferycznych oddziałujące na organizm człowieka:

·         Zespoły bodźców fizycznych, chemicznych i biologicznych.

*Zespół bodźców fizycznych obejmuje bodźce :
- radiacyjne
- termiczne – wilgotność
- mechaniczne
* Bodźce radiacyjne – nadfioletowe widzialne podczerwone:

·         Promieniowanie UV :
- UVA 316-400nm
- UVB 281 – 315nm
- UVC 200-280nm

**Promieniowanie UVB jest najbardziej aktywne biologicznie :
- pobudza czynności krwiotwórcze
- zwiększa odporność organizmu na zakażenia
- pobudza gruczoły wydzielania wewnętrznego
- działa odczulająco i przeciwkrzywicznie
- przyczynia się do powstawania melaniny (rumień słoneczny, pigmentacja skóry)
- powoduje powstawanie w organizmie witaminy D
- niszczy bakterie i drobnoustroje
**Promieniowanie UV :

·         Objawy ostre :
- oparzenia słoneczne
- świetlne zapalenie rogówki ( błysk spawania, ślepota śnieżna)

·         Objawy przewlekłe :
- przedwczesne starzenie się skóry
- zaćma
- nowotwory skóry

*Działanie biologiczne :
- nadfiolet A – występuje od 20˚ szerokości geograficznej
- nadfiolet B – występuje od 30˚ szerokości geograficznej, czyli od 1 marca do 15 października (szer. 52˚)
- korzystanie z kąpieli słonecznych ( przy braku chmur) możliwe jest od godziny 8 do 16.

* Minimalna dawka rumieniowa MED (Minimal Erythermal Dose) – jest to efektywna dawka promieniowania, które powoduje powstanie rumienia (opalenizny) na nieeksponowanej wcześniej skórze człowieka
* Wielkość dawki zależy od pigmentacji skóry
* Dla Europejczyka wartość 1MED wynosi od 200 do 500 J/m2

* Zbyt duże dawki promieniowania UV mogą powodować :
- oparzenia skóry
- gorączkę
- raka skóry

* Promieniowanie widzialne 400-700nm :
- działa na światłoczułe komórki ciała
- wpływa na odbieranie wrażeń wzrokowych
- wpływa na aktywność procesów biologicznych

* Promieniowanie podczerwone (IR) > 700nm
- ma właściwości cieplne
- przyspiesza reakcje chemiczne organizmu (wzrost przemiany materii i zapotrzebowania na tlen)
- łagodzi ból pochodzenia reumatycznego, pourazowego z odmrożeniem
- ułatwia zachowanie homeotermii (równowagi cieplnej)

* Bodźce termiczno – wilgotnościowe :
- działają hartująco lub oszczędzająco
- temperatura zewnętrzna człowieka to 37˚C a jej utrzymanie to najważniejsze zadanie układu termoregulacyjnego
- warunki termoneutralne to 18 -23˚C – nie wpływają na zmianę temperatury wewnętrznej człowieka

* Wpływ wysokiej temperatury:
- złe samopoczucie
- zmniejszenie wydolności fizycznej i psychicznej
- zwiększenie tętna i przyspieszenia oddechu
- obniżenie ciśnienia krwi
- zwiększenie wydzielania potu

* Wpływ niskiej temperatury:
- zwężenie naczyń krwionośnych skóry
- zwiększenie przemiany materii
- obniżenie ciśnienia
- podwyższenie ciśnienia tętniczego krwi

Odczuwalne warunki terenowe – to wynik łącznego wpływu na człowieka temperatury, promieniowania słonecznego, wilgotności , a także prędkości wiatru.
Duża wilgotność powietrza latem powoduje uczucie paniki i utrudnia parowanie potu z organizmu a zimą wzmaga uczucie chłodu.

*Bodźce mechaniczne – wiatr, ciśnienie, pyły.
*Wiatr może działać korzystnie powodując mikromasaż obnażonych części powierzchni ciała, ale zbyt silny utrudnia poruszanie się, oddychanie, powoduje niepokój, zaburzenia snu, przenosi zanieczyszczenia.
* Ciśnienie atmosferyczne – okresowy wzrost i spadek powoduje odkształcenie błony bębenkowej w uchu środkowym, co wywołuje ucisk, kłucie, dzwonienie, niekiedy osłabienie słuchu.
*Pyły – ranią oczy, drażnią śluzówki, dostają się do dróg oddechowych, szkodliwość tym większa im większe rozdrobnienie cząsteczek.


*Bodźce elektryczne:

·         Pole elektryczne atmosfery – ziemia naładowana ujemnie, atmosfera naładowana dodatnio – napięcie przy powierzchni ziemi wynosi 120V · m-1

·         Jonizacja powietrza  - występowanie atomów, cząstek i aerozoli z dodatnim lub ujemnym ładunkiem elektrycznym, czyli jonów. Ich ilość zależy od : promieniowania kosmicznego, radioaktywnego, zmiana aktywności słońca, wyładowań elektrycznych, wysokiej temperatury, rozpylania wody, warunków meteorologicznych, zanieczyszczenia powietrza

*Źródła jonizacji powietrza :

·         naturalne :
- promieniowanie kosmiczne
- promieniowanie elektromagnetyczne Słońca
- wyładowania atmosfery
- pierwiastki promieniotwórcze
- burze piaskowe (tarcie cząsteczek kwarcu)
- burze i zamiecie śnieżne ( tarcie kryształów lodu)
- mechaniczne rozbijanie cząsteczek wody
- wybuchy wulkaniczne
- pierwiastki promieniotwórcze z materiałów budowlanych

·         sztuczne :
- aparaty rentgenowskie
-pierwiastki promieniotwórcze z zastosowaniem w medycynie
- wybuchy nuklearne
- rozpylenie wody

*Działanie biologiczne jonów :

·         ładunek ułatwia przenikanie mikroskopijnych cząstek gazów i aerozoli do dróg oddechowych człowieka

·         jony dzieli się na : ujemne i dodatnie oraz lekkie i ciężkie

*Jony lekkie -  to proste drobiny o niewielkiej masie wchodzące w skład powietrza
*Jony ciężkie – to jony sorbowane przez cząsteczki stałe jak pyłki, cząsteczki kurzu, sadzy, krople mgły i wody rozpryskiwane w czasie deszczu

*Wpływ jonów na organizm człowieka:

·         jony ujemne lekkie korzystnie oddziaływują na :

- skład krwi
- częstotliwość pulsu
- ciśnienie krwi
- funkcje oddechowe
- układ nerwowy
- gruczoły dokrewne
- przemianę materii
- zmniejszają ból po oparzeniowy
- leczą dolegliwości na tle alergicznym

* Liczba jonów lekkich w różnych krajobrazach :
- nad lasami i w ich pobrzeżu – 2000-3000/cm3
- w górach w piętrze reglowym – 2000 -3000/cm3
- nad łąkami, w „czystym krajobrazie wiejskim” -  1000 – 1200/cm3
- nad polami uprawnymi w „czystym krajobrazie wiejskim” – 800 -1000/cm3
- nad morzem z dala od miast – 800 -900 /cm3
- w dawnych parkach miejskich – 600-800/cm3

*Działanie jonów dodatnich.
Powodują :
- złe samopoczucie ogólne
- suchość, pieczenie i swędzenie nosa
- ból, suchość i drapanie krtani
- trudności w połykaniu, suchość warg
- trudności w oddychaniu
- swędzenie oczu
- jony dodatnie zmniejszają częstość drgań  rzęsek wyściełających

* Klimat lasu

·         Las wywiera dodatni wpływ na koncentrację jonów ujemnych przez co oddziałuje korzystnie na organizm, przebywanie przez 5-7h wśród zieleni powoduje :
- ułatwia oddychanie
- reguluje ciśnienie krwi
- zwalnia częstość tętna o 4-8 uderzeń

*Bodźce akustyczne:

·         Hałas – to dźwięk niepożądany lub szkodliwy

Szkodliwość zależy od :
- natężenia
- częstości fal akustycznych
- czasu działania i charakteru zmian w czasie
Długotrwały hałas działa uciążliwie na układ nerwowy, powoduje rozdrażnienie, bezsenność, uczucie zmęczenia, bóle głowy a nawet trwałe uszkodzenie słuchu.

*Bodźce fizyczne działające na człowieka :
1. Wilgotność powierzchni : e>18,8 hPa
- parność : RH>86%-bardzo wilgotne
2. Wiatr : V≤ 1m·s-1 – bardzo słaby i V≥ 8 m·s-1
3. Ciśnienie atmosferyczne : dp ≥ 8hPa – duża zmiana
4. Elektryczność atmosfery : 100 -300 v·m-1 - natężenie pola przy powierzchni ziemi
5. Hałas : 35dB – próg szkodliwości ; ≥ 85dB – hałas nieznośny

Ćwiczenia :

·         Uciążliwość warunków termicznych można określić częstością dni charakterystycznych, tzn. :
- z temperaturą max 25,0˚C – dni gorące
- z temperaturą max 30,0˚C – dni upalne
- z temperaturą max -10˚C – dni bardzo mroźne
- z temperaturą minimalną -10˚C – dni mroźne
 

·         Skala odczucia wg Boksa i Boguckij :
t(˚C) odczucie cieplne :
≤ 10,0 – zimno
10,1 -15,0 – chłodno (orzeźwiająco)
15,1-20,0 – ciepło
20,1 – 25,0 – bardzo ciepło
25,1 – 30,0 – gorąco
 

Do zadania :do 10% - mała uciążliwość
11-30 – średnia
31-50 – duża
> 51 – bardzo duża