Một Số Giới Hạn Sinh Lí Liên Quan Đến Nhiệt Độ

Bức xạ Mặt Trời gồm một dãy phổ từ khoảng 108 đến 1010cm. Tuy nhiên, chỉ có một ít tia có thể lọt qua được một số “cửa ngăn” nhất định trong khí quyển.

Mắt người có thể cảm thụ được ánh sáng và phân biệt được màu sắc trong phạm vi từ 302μm đến 780μm nhưng nhạy cảm nhất với các tia có bước sóng 550μm.

Các bức xạ của Mặt Trời và của tia hồng ngoại có bước sóng dài và được phát mạnh hay yếu đều gây ra những tác động quang hóa. Những tia này không phản xạ hắt lại, nhưng có thể xâm nhập vào cơ thể chúng ta qua da và mắt. Những tia phản xạ được trên bề mặt của lớp da người bao gồm các tia nhìn thấy được (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) và các tia gần sát với tia hồng ngoại. Da trắng phản xạ được trên 40% bức xạ Mặt Trời, khả năng phản xạ của da màu thấp hơn da trắng. Mức độ phản xạ đó thực tế đã làm giảm nhẹ gánh nặng nhiệt cho người da trắng. Mức độ phản xạ đó đối với tia tử ngoại cũng tương tự như tia hồng ngoại nhỏ. Các tia nhìn thấy được và các tia gần sát với tia hồng ngoại có thể lọt qua lớp thượng bì, nên sức nóng của bức xạ Mặt Trời có thể lưu lại một phần trong lớp bì và các lớp mô ở sâu hơn. Tia tử ngoại và tia hồng ngoại được hấp thụ chủ yếu ở lớp sừng của da.

Trong điều kiện môi trường nóng quá hoặc ẩm quá, nhiệt lượng sẽ cộng thêm vào tải trọng nhiệt toàn phần làm cho chúng ta bị râm nắng hoặc say nắng. Ở các vùng như sa mạc nhiệt đới hoặc ở các khu rộng lớn phủ đầy tuyết, gặp lúc quang mây, ánh sáng Mặt Trời thường có độ chói sáng đến lóa mắt, vì thế những người sống ở các vùng đó cần có kính râm để bảo vệ mắt.

Về tác dụng quang hóa xảy ra trên da, trong tự nhiên người ta thường thấy các tia có bước sóng khoảng 0,3μ thúc đẩy việc tạo ra vitamin D và làm cho da bị xạm màu. Những hậu quả như hình thành các sắc tố da, làm dày lớp sừng ở da, sớm lão hóa da và cuối cùng gây ung thư da là kết quả thường thấy do tác động ban đầu

của hiện tượng da sạm. Các tia tử ngoại có bước sóng khoảng 0,36μ gây hiện tượng sắc tố hóa tức thời.

Người da trắng chưa thích nghi với với nắng vào giữa trưa tháng VI phơi nắng ở vùng vĩ độ 50 sẽ bị nổi những vết đỏ đầu tiên sau 3-20 phút phơi nắng, da bị rám đổ bão hòa sau 30-70 phút phơi nắng. Các tia chiếu mạnh hơn sẽ dẫn đến hiện tượng da bị rám đỏ đau rát, phù nề và cuối cùng phồng rộp, ta thường gọi là cháy nắng cáp. Người da đen hầu như miễn dịch, không mẫn cảm với da mẫn đỏ.

Tia tử ngoại gây đỏ da có tác động thay đổi tùy theo độ cao của Mặt Trời và độ che phủ của mây. Khi Mặt Trời lên cao tới 600 trên đường chân trời, và độ cao 350m so với mực nước biển, tác động gây đỏ da của tia tử ngoại lớn hơn 45%. Khi Mặt Trời ở vào khoảng 40-600 trên đường chân trời tác động này sẽ tăng gấp đôi.

Tuyết là vật phản xạ tự nhiên quan trọng duy nhất đối với tia tử ngoại, tia này thường gây nên rám nắng phần da dưới mũi, cằm và giác mạc mắt. Kính thủy tinh không màu, quần áo ở trạng thái rất khô và thực vật có tác dụng làm giảm tác động của tia tử ngoại. Các loại chất dẻo làm kính thường vẫn để cho tia tử ngoại lọt qua do đó không có tác dụng bảo vệ đôi mắt chúng ta.

Da thường xuyên bị tác động của tia tử ngoại sẽ sớm bị già, xuất hiện nhiều nếp nhăn, kém tính đàn hồi, không phục hồi lại được. Các phần thường xuyên bị lộ ra ngoài (mặt, cổ) dễ bị ảnh hưởng của tia tử ngoại, sinh ra ung thư.

Trong khi chịu tác động của các tia bức xạ, ở cơ thể chúng ta, một số thuộc tính của da có thể thay đổi, ví dụ như tăng cường lớp sừng ở da, lớp sừng này có tác dụng hấp thụ các tia hồng ngoại. Các tuyến nhờn ở da hoạt động tiết ra các chất làm mềm da, hoặc ở da xuất hiện các sắc tố đen có tác dụng cản và hấp thụ bớt các tia bức xạ.

Bức xạ Mặt Trời còn có tác dụng tiêu diệt mầm của một số loài kí sinh trùng gây bệnh, tiêu diệt trứng giun.

Hàng năm tùy theo từng nơi lãnh thổ Việt Nam có thể nhận được một lượng bức xạ Mặt Trời trung bình từ 100 đến 160kcal/cm2/năm, lượng bức xạ này được phân bổ tương ứng với số giờ nắng vào khoảng 1500 đến 2800giờ nắng/năm. Cán cân bức xạ ở nước ta quanh năm dương kể cả trong tháng I là tháng lạnh nhất. Chúng ta cần tận dụng triệt để hơn nữa nguồn bức xạ Mặt Trời tự nhiên phong phú này trong cuộc sống, trong thiết kế xây dựng công trình nhà ở, các công trình công cộng như nhà trẻ, bệnh viện, trường học, các khu điều dưỡng.

1.2.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Yếu tố nhiệt độ và trạng thái chịu đựng:

Trạng thái dễ chịu là trạng thái mà cảm giác khi chúng ta thấy không cần tăng hoặc giảm sự tiếp xúc cơ thể với nhiệt độ bên ngoài. Chúng ta thường thấy thoải mái và dễ chịu khi ở trong phòng hoặc trong chăn có nhiệt độ không khí khoảng 30-310C, hoặc khi lớp không khí giữa bề mặt da và quần áo mặc có thể giữ cho da có nhiệt độ 31-320C. Chúng ta vẫn cảm thấy dễ chịu khi một phần cơ thể lộ ra ngoài có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ trung bình một chút, như trường hợp nhiệt độ ở bàn chân (250C), bàn tay, mũi và tai (280C) có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ở da (31-320C).

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng người sống ở vùng nhiệt đới có vùng dễ chịu ở mức cao hơn về nhiệt độ và độ ẩm không khí so với vùng ôn đới. Những người quen làm việc ngoài trời chịu được nhiệt độ cao hơn so với những người làm việc thường xuyên trong nhà, trong văn phòng.

Sự mất cân bằng nhiệt: Những thay đổi tốc độ chuyển hóa trong cơ thể hoặc những thay đổi về nhiệt độ môi trường thường dẫn đến sự mất cân bằng nhiệt. Khi những thay đổi này vượt quá giới hạn người ta sẽ mất đi sự thoải mái và con người lúc này cần có sự điều chỉnh sinh lí.

Những biểu hiện sinh lí dễ thấy nhất trong nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ thấp là hoạt động của tim mạch, hệ thần kinh.

Sự rèn luyện thích nghi và quen khí hậu: Khi gặp điều kiện môi trường bên ngoài thay đổi hoặc khi thay đổi địa điểm sống có sự chênh lệch nhiệt độ rõ rệt, cơ thể con người sẽ tự động tạo ra một loạt các điều chỉnh nội tại. Giai đoạn đầu – điều chỉnh quá trình điều hòa thân nhiệt và kiểm soát hệ mạch máu: thông thường mất 4- 5 ngày. Các điều chỉnh nội tiết cũng bắt đầu trong thời gian này và đạt tới mức mới trong vòng 2-3 tuần. Tuy vậy, muốn thích ứng tới mức “dễ chịu thoải mái mới” thì cần phải tới nhiều năm.

Tác động của nóng và sự thích nghi với nóng:

Cảm giác trong vùng nóng: Khi tiếp xúc với nóng lứa tuổi trẻ chịu đựng tốt hơn người đứng tuổi, người đồng bằng chịu đựng nóng tốt hơn so với người vùng núi, ngoài ra, tác động này có mức độ khác nhau tùy theo giới, tuổi, tình trạng sức khỏe và khả năng thích nghi riêng ở từng người.

Các kết quả đánh giá sinh lí trong phòng thí nghiệm nóng ẩm đã cung cấp những kết quả ban đầu có tính gợi ý như bảng 1.1 sau:

Bảng 1.1: Một số giới hạn sinh lí liên quan đến nhiệt độ

Nhiệt độ không khí

Giới hạn sinh lí
27-28,90C	Bình thường
33-34,90C	Còn chịu đựng được
37-38,90C	Nguy hiểm

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 144 trang tài liệu này.

(Nguồn: Giáo trình Cơ sở sinh khí hậu, Nguyễn Khanh Vân, tr.95, NXB ĐHSP, 2006)

Các kết quả nghiên cứu của Đào Ngọc Phong, Lê Thành Uyên, 1976 cho thấy, ở điều kiện nghỉ ngơi, nhiệt độ dưới lưỡi phải ≤ 37,50C, khi nhiệt độ dưới lưỡi thay đổi từ 37 đến 37,50C thì lượng mồ hôi được bài tiết tăng lên rất nhanh, đó là do

cơ thể đào thải mồ hôi để chống nóng. Nhưng khi nhiệt độ dưới lưỡi tăng vọt lên từ 38,2 đến 38,40C thì lượng mồ hôi tăng lên không nhiều. Điều đó chứng tỏ cơ thể không những không đào thải được nhiệt qua đường bài tiết mồ hôi, mà trái lại còn tích trữ nhiệt trong cơ thể gây nên nguy cơ say nóng. Như vậy, giới hạn sinh lý mà chúng ta có thể chịu đựng được là khi nhiệt độ dưới lưỡi là ≤ 37,50C. Giới hạn sinh lý nguy hiểm là 38,20C.

Trong điều kiện nhiệt độ cao, con đường thải nhiệt ra ngoài cơ thể chủ yếu là sự bài tiết và thoát mồ hôi. Khả năng bốc hơi của mồ hôi lại do độ ẩm của không khí quyết định. Khí hậu nóng ẩm gây ra các điều kiện căng thẳng đối với sinh lý con người, nhất là tác động lên cơ chế cân bằng nhiệt và hàng loạt các chức năng khác của cơ thể.

Đánh giá khả năng thích nghi với nóng: Khi vào nơi có nhiệt độ cao, nóng, chúng ta thấy hồng cầu tăng lên đáng kể, điều đó chứng tỏ tình trạng mất nước qua mồ hôi và hô hấp. Bạch cầu cũng tăng rất rõ và mức tăng này không những chỉ do tình trạng máu khô của cơ thể mà cũng thể còn do phản ứng tự vệ tăng bạch cầu của cơ thể.

Thực nghiệm đối với các thanh niên ở các cấp nhiệt độ khác nhau từ 4 giờ đến nhiều ngày liền trong chế độ nóng ẩm, gió, ăn uống và vận động có kiểm soát, đã tiến hành nâng nhiệt độ lên cao đến 35-400C trong 4 giờ liền, và liên tiếp trong 5 ngày cho các kết quả như sau:

- Điểm trung hòa nhiệt độ là 180C đối với những người mặc quần áo mỏng và chổ lặng gió.

- Nhiệt độ môi trường tăng cao hoặc giảm thấp so với điểm trung hòa đều lập tức trong vòng từ 5 đến 30 phút làm tăng chuyển hóa năng lượng.

Tác động của lạnh

Khi gặp lạnh mạch của chúng ta tăng (tăng nhanh hơn trong mùa hè), huyết áp tối thiểu tăng, nhiệt độ da giảm đi rõ rệt. Lạnh cũng làm tăng chuyển hóa, tuy nhiên khi tiếp xúc với lạnh càng lâu thì cơ thể người càng thích nghi dần với lạnh – lượng chuyển hóa thấp dần.

Đánh giá khả năng thích ứng chịu lạnh:

Sau khi kích thích lạnh cục bộ, nhiệt độ da trán của các đối tượng tham gia thí nghiệm giảm đi rõ rệt, tuy nhiên sau khi được rèn luyện trong 4 tháng chịu lạnh thì nhiệt độ da trán cũng giảm đi ít hơn so với trước khi được rèn luyện. Cụ thể nhiệt độ da trán từ 32,10C (trước khi áp lạnh) xuống 21,50C (sau khi áp lạnh).

Khi thôi áp lạnh nhiệt độ da trán dần dần trở lại bình thường. Sau khi được rèn luyện, thời gian phục hồi nhanh hơn và rõ rệt hơn so với lúc chưa được rèn luyện.

۞Sự thích nghi của đặc điểm cơ thể với nhiệt độ

- Tuổi tác và giới tính:

Tuổi tác và giới tính có ảnh hưởng tới sự ưa thích nhiệt: Người già nhiệt sinh lý chậm hơn nên thường ưa thích nhiệt độ cao hơn. Phụ nữ cũng có quá trình trao đổi chất chậm hơn ít nhiều nên họ cũng thích nhiệt độ cao hơn nam giới khoảng

P PC.

- Hình dạng, kích thước cơ thể:

Hình dạng, kích thước cơ thể, nghĩa là tỉ lệ giữa diện tích và thể tích cơ thể cũng có ảnh hưởng đến cảm giác nhiệt. Người cao có diện tích hơn người thấp khi họ có cùng trọng lượng, vì vậy họ tỏa nhiệt nhiều hơn nên thích nhiệt độ cao hơn.

- Mức độ béo:

Béo hay gầy, nghĩa là có nhiều hay ít lớp mỡ dưới da – một lớp cách nhiệt tốt. Người béo cần một nhiệt độ mát hơn để cùng thoát một lượng nhiệt như người gầy.

- Trạng thái sức khỏe:

Trạng thái sức khỏe có ảnh hưởng đến nhu cầu nhiệt. Một người bệnh nặng, quá trình trao đổi chất có thể tăng lên, tính chuẩn xác của hoạt động của cơ chế điều hòa nhiệt bị suy kém. Phạm vi nhiệt độ có thể chịu đựng được sẽ bị thu hẹp.

- Thức ăn, đồ uống:

Một số loại thức ăn, đồ uống có thể ảnh hưởng đến nhiệt sinh lý. Điều này là lý do giải thích sự khác nhau về thức ăn hàng ngày của người vùng nhiệt đới và vùng Bắc cực.

- Màu da:

Màu da có ảnh hưởng đến sự bức xạ. Người ta chứng minh được rằng da màu sáng phản xạ bức xạ gấp 3 lần màu da đậm nhất. Nhưng da màu sáng lại bị tổn thương rõ rệt về sạm da, lở da, ung thư da và các tác hại khác của tia mặt trời. Da đen có chứa sắc tố màu nhiều hơn đáng kể, ngăn cản được sự xâm nhập của các tia tử ngoại. Da đen tăng bức xạ nhiệt của cơ thể cũng như hiệu quả thu nhận nhiệt . Như vậy, màu da không có ảnh hưởng đến sự ưa thích nhiệt nhưng có khả năng chống lại tác dụng xấu của tia mặt trời.

۞ Áo quần và nhiệt độ

Một trong những yếu tố quyết định điều kiện tiện nghi nhiệt là áo quần. Áo quần có khả năng cách nhiệt nhất định, có thể làm thay đổi cơ bản sự mất nhiệt cơ thể và do đó có ảnh hưởng đến điều kiện tiện nghi.

Khả năng cách nhiệt của áo quần có thể đánh giá theo đơn vị clo (từ chữ Anh: clothing = áo quần). Đó là đơn vị nhiệt trở của áo quần.

1clo = 0,155m2. 0C/W = 0,88ft2.hr.0F/Btu

Bảng 1.2:Nhiệt trở chung của bộ áo quần

Kiểu áo quần

Clo

Quần sooc, áo sơ mi ngắn tay Quần dài, áo sơ mi ngắn tay Quần dài, áo sơ mi dài tay

Quần dài, áo sơ mi dài tay, áo jacket

Quần dài, áo sơ mi dài tay, áo gilê và áo phông Quần dài, áo sơ mi dài tay, áo len dài tay

Quần dài, áo sơ mi dài tay, áo jacket và quần áo lót dài Bộ pyjama, váy lửng, áo lót

Áo choàng đến gối, quần ngắn, dép sandal Áo choàng đến gối, áo lót dài, quần ngắn

Áo choàng đến gối, áo lót dài, quần ngắn, áo len dài tay Áo choàng đến gối, áo lót dài, quần ngắn, áo gilê

Áo choàng đến mắt cá, áo gilê, quần dài

Mũ và áo khoác

0,36

0,57

0,61

0,96

1,14

1,01

1,30

0,96

0,54

0,67

1,10

1,04

1,10

2,0

(Nguồn: Kiến trúc sinh khí hậu, Phạm Đức Nguyên, tr.82, NXB Xây dựng, 2011)