Введение к работе
Актуальность работы. На Западном Урале расположено одно из крупнейших в мире и единственное в России разрабатываемое месторождение калийно-магниевых солей. Добываемые на месторождении соли обладают уникальными физико-химическими свойствами, что позволяет широко использовать их в различных областях хозяйства. К настоящему времени предложено достаточно большое количество различных вариантов нетрадиционного использования природных, в том числе калийных солей. Основным из которых является спелеотерапия. Спелеотерапия, как разновидность климатотерапии, основана на использовании микроклимата карстовых пещер, соляных шахт, выработанных пространств рудников и к настоящему времени применяется в различных странах для лечения заболеваний органов дыхания. Высокая эффективность лечения, достигаемая в действующих спелеотерапевтических центрах, предопределяет расширение использования данного немедикаментозного метода, что однако сдерживается из-за ограниченности сведений о микроклимате лечебных центров, влиянии на него внешних и внутренних факторов. Прежде всего недостаточно изучено влияние на микроклимат свойств вмещающих горных пород.
Поэтому данная работа направлена на изучение влияния природных калийных солей на физические процессы, формирующие свойства воздушной среды и разработку рекомендаций по их эффективному использованию в лечебных, экологических и оздоровительных целях.
Основная идея диссертационной работы заключается в установлении особенностей формирования свойств воздушной среды под воздействием природных калийных солей.
Цель работы. Исследование влияния природных калийных солей на процессы формирования свойств воздушной среды, определяющие ее физические, биологические и гигиенические характеристики, и разработка
рекомендаций по повышению эффективности использования природных калийных солей в экологическом, оздоровительном и лечебном направлениях. Основные задачи исследования:
Провести теоретический анализ процессов ионо- и аэрозоле-образования в воздушной среде;
экспериментально исследовать воздействие калийных солей на физические процессы формирования свойств воздушной среды;
изучить воздействие природных калийных солей в наземных условиях на свойства воздушной среды: физико-химические, гигиенические, радиационные, терапевтические;
разработать рекомендации по применению калийных солей для
формирования свойств воздушной среды в экологических, оздоровительных
и лечебных целях.
Основные научные положения, выносимые на защиту.
Концентрации легких аэроионов и аэрозольных частиц в воздушной среде, контактирующей с калийными солями в подземных и наземных условиях, не постоянны и циклично изменяются в течение суток;
Аэроионный и аэрозольный режим воздушной среды изменяется в зависимости от содержания хлорида калия в природных калийных солях;
Локальное применение природных калийных солей оказывает воздействие на ограниченный объем воздушной среды в наземных помещениях; Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций
подтверждается большим объемом наблюдений, выполненных в лабораторных условиях и в действующих подземных и наземных спелеолечебницах, а также соответствие приведенных результатов данным, полученными другими авторами.
Научная новизна.
Выявлен характер кинетики концентрации легких аэроионов и аэрозольных
частиц в воздушной среде, контактирующей с природными калийными
солями в подземных и наземных условиях. В суточном ходе концентрации
легких аэроионов установлено наличие максимальных значений в утренние
часы и минимальных значений во второй половине дня. В суточном ходе
концентрации аэрозольных частиц наблюдается максимум во второй
половине дня и минимум в утренние часы.
» Установлена существенность воздействия химического состава природных
калийных солей на аэроионный и аэрозольный режим воздушной среды. С
повышением концентрации хлорида калия, концентрация легких аэроионов
возрастает пропорционально, а счетная концентрация аэрозольных частиц
имеет максимальное значение при содержании хлорида калия, равном 30%.
Доказана возможность применения природных калийных солей для
локального воздействия на воздушную среду в наземных помещениях.
Установлены зависимости концентрации легких аэроионов от расстояния и
размеров облицованной поверхности.
Практическое значение и реализация результатов работы.
Проведенные исследования позволили разработать следующие практические рекомендации по нетрадиционному использованию калийных солей в экологических, оздоровительных и лечебных целях.
При проектировании и строительстве подземных спелеолечебниц необходимо создание систем подготовки воздуха, где воздух, поступающий с поверхности, будет обогащаться полезными компонентами, очищаться от вредных примесей и только после этого поступать в спелеолечебницу.
При эксплуатации действующих подземных спелеолечебниц и строительстве новых необходимо проведение экспериментальных пространственных замеров легких аэроионов в различных палатах спелеолечебницы и оптимальное использование мест с повышенной и пониженной ионизацией.
Для повышения эффективности лечебных мероприятий в наземных
спелеклиматических палатах и спеяеокамерах необходимо учитывать
выявленный характер суточного хода концентрации легких аэроионов и
аэрозоля.
Для нахождения пациента в области с наибольшей концентрацией легких
аэроионов необходимо располагать кровати максимально близко к стене,
облицованной калийной солью, и по возможности на возвышении.
Для исключения прямого контакта внешней воздушной среды с воздушной средой наземной спелеопалаты ее необходимо оборудовать тамбурными дверями, которые будут играть роль шлюза.
Оптимальные свойства воздушной среды формируются при применении облицовочной плитки из природной калийной соли с содержанием хлорида калия (30-40%).
При использовании природных калийных солей для фрагментарной облицовки наземных помещений облицовочные элементы должны иметь площадь не менее 2 м 2 и располагаться на расстояниях 0,2 - 0,6 м от человека.
Апробация работы.
Отдельные разделы диссертации докладывались на научной сессии Горного
института УрО РАН «Комплексное освоение недр Западного Урала» (Пермь,
1998); на второй Международной научно-технической конференции.
Проблемы безопасности жизнедеятельности. (Минск, 1997); на второй международной научной конференции. Проблемы здоровья семьи -2000. (Пермь, 1998); Основные положения диссертации докладывались на Международной конференции. Проблемы безопасности и совершенствования горных работ. (Пермь, 1999); на научной сессии Горного института УрО РАН. Проблемы горного недроведения и системологии. (Пермь, 1999).
Публикации, По теме диссертации опубликовано 12 работ. Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения. Содержание работы изложено на 174 страницах машинописного текста и содержит 51 рисунков, 15 таблиц, список использованных источников состоит из 110 наименований.