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

6

---