Атмосферный озон и ионы – основные компоненты свежести воздуха

Ю. Д. Губернский, М. Т. Дмитриев

Юрий Дмитриевич Гу6ернский, кандидат медицинских наук, заведует лабораторией гигиены жилых иобщественных зданий в Институте общей и коммунально гигиены им. А. Н. Сысина Академии медицинских наук СССР, занимается гигиеной внутренней среды обитания человека, гигиеническим нормированием физико-химических факторов для жилых и общественных зданий.

Михаил Тимофеевич Дмитриев, доктор химических наук, заведует лабораторией физико-химических и радиологических исследований в том же институте, автор многих работ по физике и химии окружающей среды. В «Природе» опубликовал статьи: Фотохимический смог (1971, №2),Запах свежего воздуха (1972, №3), Новые проблемы шаровых молний (1973, №4).

Проблема охраны окружающей среды сегодня волнует все человечество. Как было подчеркнуто на XXV съезде КПСС, наша страна вносит огромный вклад в ее решение. За последние годы в Советском Союзе был принят ряд постановлений, направленных на сбережение природы и ее ресурсов, резкое уменьшение или полное предотвращение загрязнения окружающей среды. Один из решающих аспектов этой комплексной проблемы предусматривает всестороннее изучение влияния окружающей среды на состояние здоровья человека, являющегося главным интегрирующим фактором при оценке ущерба, наносимого в результате загрязнения окружающей среды и нерационального использования природных ресурсов.

Свежесть воздуха - этим качеством пользуется каждый из нас, выезжая в отпуск или просто выходя из дома на прогулку. Хорошо известно, что свежий воздух обладает ценнейшими целебными свойствами, восстанавливает хорошее самочувствие, улучшает состояние здоровья, излечивает многие заболевания. Сохранение свежести природного воздуха в наших городах и других населенных пунктах - важнейшая задача в области охраны окружающей среды.

Однако каков же физико-химический механизм свежести воздуха, какие вещества или частицы обусловливают этот фактор? Есть ли какие-либо данные, указывающие на токсичность обычного чистого воздуха, но потерявшего свою свежесть? Безусловно, есть. Так, например, можно было предположить, что воздух теряет свою свежесть после прохождения через протяженные воздуховоды или системы кондиционирования, которые сами по себе не только не загрязняют воздух чем-либо, но даже очищают его с помощью рулонных, синтетических или масляных фильтров в камере орошения (увлажнения) и других агрегатах кондиционеров. В результате многолетних исследований Института общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР установлено, что кондиционированный воздух вызывает у находящихся в административных зданиях служащих жалобы на головные боли, слабость, плохое самочувствие, «нехватку кислорода» и другие недомогания, приводит к повышенной заболеваемости, быстрой утомляемости и снижению работоспособности. (Губернский Ю.Д., Дмитриев М.Т. К проблеме кондиционирования воздуха. – «Жилищное строительство», 1974, №4)

Небезынтересно привести и аналогичные результаты исследований, проведенных за рубежом. По данным Ф. Абеля (АЬеI F.- «Heizung - Luftung - Haustechnik», 1974, № 12, S. 462.), у служащих в кондиционированных зданиях резко снизилась трудоспособность, участились жалобы на головную боль, недостаточность внимания, апатию, депрессивное настроение. Кроме того,

значительно повысилось количество простудных заболеваний, ревматических явлений, острых катаров верхних дыхательных путей, сердечно-сосудистых расстройств. В то же время не обнаружено какого-либо загрязнения кондиционированного воздуха или отклонения от микроклиматических норм. В результате этих исследований в ФРГ подготовлено постановление о целесообразности установок для кондиционирования лишь в исключительных случаях (например, для производств, где нужен воздух высокой чистоты).

Что же именно обусловливает свежесть воздуха? Были приведены важные соображения, что основными носителями свежести являются атмосферный озон и ионы, причем основная доля приходится на первый из этих факторов (Дмитриев М. Т. Запах свежего воздуха.- «Природа», 1972, № З.). Представляло интерес подтвердить это с помощью прямых медико-биологических исследований. Так, были проведены эксперименты на белых мышах (общее их количество - 600). Длительность опытов с воздействием озона в концентрации 10-40 мкг/м³ составляла 1,5-5 мес. При этом было обнаружено повышение устойчивости к холоду, действию токсических веществ, гипоксии. Влияние озона на картину крови приводит к увеличению содержания гемоглобина и количества эритроцитов, повышению фагоцитарной активности лейкоцитов крови и титра (концентрации) комплемента (белкового комплекса) сыворотки. При воздействии озона в печени животных несколько возрастает содержание фермента сукцинатдегидрогеназы, свидетельствующее о функциональной активности этого органа.

Для определения влияния озона на иммунный потенциал организма проведено исследование иммунобиологической реактивности путем изучения сопротивляемости животных инфекции. После пятимесячного воздействия озоном опытная и контрольная группа заражались культурой мышиного тифа Salmonella typhi murium. Наблюдения за выживаемостью зараженных животных показали, что доля выживших животных в контрольной группе значительно ниже. Таким образом, было установлено, что малые концентрации озона повышают иммунобиологический потенциал организма животных.

Интересны данные и по воздействию малых концентраций озона (10-15 мкг/м³) на организм человека, указывающие, в частности, на его положительное влияние на дыхательную функцию. Как показали данные спирографических исследований (общее количество испытуемых - 38), при действии озона дыхание становится более редким. Значительно повышается задержка дыхания как на вдохе (на 19%), так и на выдохе (на 29%), увеличивается жизненная емкость легких. При проведении проб с функциональной нагрузкой отмечено значительное увеличение максимальной вентиляции легких (на 16%). При воздействии озона довольно быстро увеличивается содержание кислорода в крови и затем держится на этом высоком уровне во время всего опыта. Из других показателей благоприятного воздействия малых концентраций озона на организм человека можно отметить его положительное влияние на мужскую потенцию.

В то же время после добавления озона в кондиционированный воздух снижалось число жалоб испытуемых на духоту (или «недостаток кислорода»). В поставленных опытах подавался только воздух от специального кондиционера, а в отдельных случаях (незаметно для испытуемых) дополнительно включался озонатор, создающий в кондиционированном воздухе концентрацию озона около 15 мкг/м³. Как видно из таблицы, количество жалоб на духоту при этом уменьшилось в 3,8 раза, а количество положительных оценок возросло на 44 %.

Проведенные лабораторные исследования над животными и наблюдения за испытуемыми в камере микроклимата, в которой выявлено благоприятное действие озонированного воздуха, позволили осуществить и более крупный эксперимент. В течение трех месяцев воздействию озона подвергалось несколько сот служащих, занятых в основном умственным трудом. Ранее нами было установлено, что при прохождении воздуха через систему кондиционирования содержание озона в нем снижается в 300-500 раз, в то время как концентрации легких ионов остаются на прежнем уровне. Поэтому эксперимент с искусственным озонированием воздуха был проведен в кондиционируемом высотном здании, при этом озон в необходимых количествах непосредственно вводился в центральный воздуховод кондиционера, т.е. после завершения всех операций по обработке воздуха.

Таблица 1

Оценка состояния воздушной среды при воздействии на испытуемых кондиционируемым воздухом с дополнительным озонированием и без него
(общее число наблюдений от 300 до 1000)

Один из наиболее наглядных и чувствительных показателей, характеризующих состояние человека, - реакция оседания эритроцитов (РОЭ). У служащих, находящихся в течение всего рабочего дня в кондиционируемом помещении, РОЭ увеличивается на 87%. Если же служащие в течение дня многократно выходят из здания (в соседние, некондиционируемые помещения), то РОЭ увеличивается лишь на 10%. Для испытуемых, имевших в середине дня двухчасовую прогулку на открытом воздухе, РОЭ не только не повысилось, но несколько понизилось (на 2,1%). При работе в кондиционируемых помещениях с дополнительным озонированием воздуха РОЭ понижается у мужчин на 27,1%, у женщин на 4.7%. Таким образом, нахождение людей в помещении с достаточным содержанием озона оказалось эквивалентным их пребыванию на свежем воздухе.

Неблагоприятное влияние кондиционированного воздуха на человека проявляется также и в повышении артериального давления крови к концу рабочего дня.

Таблица 2