Mfumo wa upumuaji huenea kutoka eneo la kupumua nje kidogo ya pua na mdomo kupitia njia ya hewa ya kichwa na kifua hadi alveoli, ambapo kubadilishana gesi ya kupumua hufanyika kati ya alveoli na damu ya capilari inayozunguka karibu nao. Kazi yake kuu ni kutoa oksijeni (O2) kwenye eneo la mapafu ya kubadilishana gesi, ambapo inaweza kusambaa hadi na kupitia kuta za alveoli ili kutoa oksijeni kwenye damu inayopita kupitia kapilari za tundu la mapafu inavyohitajika katika ngazi mbalimbali za kazi au shughuli. Kwa kuongeza, mfumo lazima pia: (1) kuondoa kiasi sawa cha dioksidi kaboni inayoingia kwenye mapafu kutoka kwa capillaries ya alveolar; (2) kudumisha joto la mwili na kueneza kwa mvuke wa maji ndani ya njia ya hewa ya mapafu (ili kudumisha uwezekano na uwezo wa kufanya kazi wa maji na seli za uso); (3) kudumisha utasa (kuzuia maambukizo na matokeo yake mabaya); na (4) kuondoa viowevu na uchafu mwingi kwenye uso, kama vile chembe zilizopuliziwa na chembe chembe chembe za fagocytic na epithelial. Ni lazima itimize kazi hizi zote zinazohitajika mfululizo kwa maisha yote, na ifanye hivyo kwa ufanisi wa hali ya juu katika masuala ya utendakazi na matumizi ya nishati. Mfumo unaweza kutumiwa vibaya na kuzidiwa na matusi makali kama vile viwango vya juu vya moshi wa sigara na vumbi vya viwandani, au viwango vya chini vya vimelea vya magonjwa ambavyo hushambulia au kuharibu mifumo yake ya ulinzi, au kuzifanya zifanye kazi vibaya. Uwezo wake wa kushinda au kufidia matusi kama inavyofaa kama kawaida ni ushuhuda wa mchanganyiko wake wa kifahari wa muundo na utendaji.
Uhamisho wa Misa
Muundo changamano na kazi nyingi za njia ya upumuaji ya binadamu zimefupishwa kwa ufupi na Kikundi Kazi cha Tume ya Kimataifa ya Ulinzi wa Radiolojia (ICRP 1994), kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro 1. Njia za upitishaji hewa, zinazojulikana pia kama nafasi ya kufa ya kupumua, huchukua nafasi. kuhusu 0.2 lita. Wao huweka hewa ya kuvuta pumzi na kuisambaza, kwa mtiririko wa convective (wingi), kwa takriban acini 65,000 za kupumua zinazoongoza kwenye bronchioles ya mwisho. Kadiri mawimbi yanavyoongezeka, mtiririko wa hewa hutawala ubadilishanaji wa gesi ndani zaidi ya bronkioles ya kupumua. Kwa hali yoyote, ndani ya acinus ya upumuaji, umbali kutoka kwa mawimbi ya mbele hadi nyuso za alveolar ni mfupi vya kutosha ili CO yenye ufanisi.2-O2 kubadilishana hufanyika kwa kuenea kwa Masi. Kinyume chake, chembechembe zinazopeperushwa hewani, zenye vigawo vya usambaaji vidogo zaidi kwa maagizo ya ukubwa kuliko zile za gesi, huwa na kubaki kusimamishwa katika hewa ya mawimbi, na vinaweza kutolewa hewani bila kuwekwa.
Kielelezo 1. Morphometry, cytology, histology, kazi na muundo wa njia ya kupumua na mikoa iliyotumiwa katika mfano wa dosimetry wa 1994 ICRP.
Sehemu kubwa ya chembe zilizovutwa huwekwa ndani ya njia ya upumuaji. Taratibu zinazohusika na uwekaji wa chembe katika njia za hewa ya mapafu wakati wa awamu ya msukumo wa pumzi ya mawimbi zimefupishwa katika kielelezo 2. Chembe kubwa zaidi ya takriban milimita 2 katika kipenyo cha aerodynamic (kipenyo cha duara ya msongamano wa kitengo chenye kasi sawa ya kutulia (Stokes)) inaweza kuwa na kasi kubwa na amana kwa kuathiriwa na kasi ya juu kiasi iliyopo kwenye njia kubwa za hewa. Chembe kubwa kuliko milimita 1 zinaweza kuwekwa kwa mchanga katika njia ndogo za hewa zinazopitisha, ambapo kasi ya mtiririko ni ya chini sana. Hatimaye, chembe chembe zenye kipenyo kati ya 0.1 na 1 mm, ambazo zina uwezekano mdogo sana wa kutua wakati wa pumzi moja ya mawimbi, zinaweza kubakishwa ndani ya takriban 15% ya hewa ya mawimbi iliyovuviwa ambayo hubadilishwa na mabaki ya hewa ya mapafu wakati wa kila mzunguko wa mawimbi. Ubadilishanaji huu wa volumetric hutokea kwa sababu ya kutofautiana kwa muda wa mtiririko wa hewa katika sehemu tofauti za mapafu. Kwa sababu ya muda mrefu zaidi wa kukaa kwa hewa iliyobaki kwenye mapafu, uhamishaji wa chembe ya ndani ya chembe 0.1 hadi 1 mm ndani ya ujazo kama huo wa hewa ya mawimbi ya kuvuta pumzi hutosha kusababisha uwekaji wao kwa mchanga na/au mtawanyiko katika kipindi cha pumzi mfululizo.
Mchoro 2. Taratibu za uwekaji wa chembe kwenye njia za hewa za mapafu
Hewa iliyobaki ya mapafu isiyo na chembe ambayo huchangia takriban 15% ya mtiririko wa hewa unaomaliza muda wake huelekea kufanya kazi kama ganda la hewa safi karibu na kiini cha axial ya hewa ya mawimbi inayosonga kwa mbali, kiasi kwamba uwekaji wa chembe katika asinus ya upumuaji hujilimbikizia ndani. nyuso kama vile migawanyiko ya njia ya hewa, ilhali kuta za njia ya hewa kati ya matawi zina utuaji mdogo.
Idadi ya chembe zilizowekwa na usambazaji wao kwenye nyuso za njia ya upumuaji ni, pamoja na mali ya sumu ya nyenzo zilizowekwa, viashiria muhimu vya uwezo wa pathogenic. Chembe zilizowekwa zinaweza kuharibu epithelial na/au seli za phagocytic za simu kwenye au karibu na tovuti ya utuaji, au zinaweza kuchochea utolewaji wa vimiminika na vipatanishi vinavyotokana na seli ambavyo vina athari ya pili kwenye mfumo. Nyenzo mumunyifu zilizowekwa kama, juu, au ndani ya chembe zinaweza kuenea ndani na kupitia maji na seli za uso na kusafirishwa kwa haraka na mkondo wa damu katika mwili wote.
Umumunyifu wa maji wa nyenzo nyingi ni mwongozo duni wa umumunyifu wa chembe katika njia ya upumuaji. Umumunyifu kwa ujumla huimarishwa kwa kiasi kikubwa na uwiano mkubwa sana wa uso-kwa-kiasi wa chembe ndogo za kutosha kuingia kwenye mapafu. Zaidi ya hayo, yaliyomo ya ioni na lipid ya viowevu vya uso ndani ya njia ya hewa ni changamano na yenye kutofautiana sana, na inaweza kusababisha ama umumunyifu kuimarishwa au kunyesha kwa kasi kwa vimumunyisho vyenye maji. Zaidi ya hayo, njia za kibali na nyakati za kukaa kwa chembe kwenye nyuso za njia ya hewa ni tofauti sana katika sehemu tofauti za kazi za njia ya kupumua.
Muundo wa kibali uliorekebishwa wa Kikundi Task cha ICRP hubainisha njia kuu za uondoaji ndani ya njia ya upumuaji ambazo ni muhimu katika kubainisha uhifadhi wa nyenzo mbalimbali za mionzi, na hivyo vipimo vya mionzi vinavyopokelewa na tishu za upumuaji na viungo vingine baada ya kuhamishwa. Muundo wa uwekaji wa ICRP hutumika kukadiria kiasi cha nyenzo za kuvuta pumzi ambazo huingia katika kila njia ya kibali. Njia hizi za kipekee zinawakilishwa na kielelezo cha compartment kilichoonyeshwa kwenye mchoro wa 3. Zinalingana na sehemu za anatomiki zilizoonyeshwa kwenye Mchoro 1, na zimefupishwa katika jedwali 1, pamoja na zile za vikundi vingine vinavyotoa mwongozo juu ya dosimetry ya chembe za kuvuta pumzi.
Mchoro 3. Muundo wa compartment kuwakilisha usafiri wa chembe tegemezi wa wakati kutoka kila eneo mwaka wa 1994 ICRP model.
Jedwali 1. Maeneo ya njia ya upumuaji kama inavyofafanuliwa katika miundo ya uwekaji wa chembe
Miundo ya anatomiki imejumuishwa | Mkoa wa ACGIH | Mikoa ya ISO na CEN | 1966 Eneo la Kikundi Kazi cha ICRP | 1994 Eneo la Kikundi Kazi cha ICRP |
Pua, nasopharynx Kinywa, oropharynx, laryngopharynx |
Njia za hewa (HAR) | Asili ya Ziada (E) | Nasopharynx (NP) | Vifungu vya pua vya mbele (ET1 ) Nyingine zote za extrathoracic (ET2 ) |
Trachea, bronchi | Tracheobronchial (TBR) | Tracheobronchial (B) | Tracheobronchial (TB) | Trachea na bronchi kubwa (BB) |
Bronchioles (kwa bronchioles ya mwisho) | Bronkioles (bb) | |||
bronchioles ya kupumua, ducts za alveolar, mifuko ya alveolar, alveoli |
Kubadilisha gesi (GER) | Alveolar (A) | Mapafu (P) | Alveolar-interstitial (AI) |
Njia za hewa za ziada
Kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 1, njia za hewa za nje ya kifua ziligawanywa na ICRP (1994) katika maeneo mawili tofauti ya kibali na dosimetric: vijia vya mbele vya pua (ET.1) na njia zingine zote za kupumua za nje (ET2)—yaani, njia za nyuma za pua, naso- na oropharynx, na larynx. Chembe zilizowekwa kwenye uso wa ngozi zinazozunguka vijia vya mbele vya pua (ET1) wanadhaniwa kuwa chini ya kuondolewa tu kwa njia za nje (kupiga pua, kufuta na kadhalika). Wingi wa nyenzo zilizowekwa kwenye naso-oropharynx au larynx (ET2) inakabiliwa na kibali cha haraka katika safu ya umajimaji unaofunika njia hizi za hewa. Muundo mpya unatambua kuwa uwekaji wa uenezaji wa chembe chembe zenye ubora wa juu zaidi katika njia za hewa za ziada zinaweza kuwa kubwa, wakati miundo ya awali haikufanya hivyo.
Njia za hewa za thoracic
Nyenzo zenye mionzi zilizowekwa kwenye kifua kwa ujumla hugawanywa kati ya eneo la tracheobronchial (TB), ambapo chembe zilizowekwa zinakabiliwa na kibali cha haraka cha mucociliary, na eneo la alveolar-interstitial (AI), ambapo kibali cha chembe ni polepole zaidi.
Kwa madhumuni ya dosimetry, ICRP (1994) iligawanya uwekaji wa nyenzo za kuvuta pumzi katika eneo la TB kati ya trachea na bronchi (BB), na njia za hewa za mbali zaidi, ndogo, bronkioles (bb). Hata hivyo, ufanisi unaofuata ambao cilia katika aina yoyote ya njia za hewa inaweza kufuta chembe zilizowekwa ni ya utata. Ili kuwa na uhakika kwamba vipimo vya epithelia ya kikoromeo na kikoromeo havitapuuzwa, Kikundi Kazi kilidhania kuwa karibu nusu ya idadi ya chembechembe zilizowekwa kwenye njia hizi za hewa zinakabiliwa na kibali cha "polepole" cha mucociliary. Uwezekano kwamba chembe husafishwa polepole na mfumo wa mucociliary inaonekana inategemea ukubwa wake wa kimwili.
Nyenzo zilizowekwa katika eneo la AI zimegawanywa kati ya sehemu tatu (AI1, A.I.2 na AI3) ambazo kila moja huondolewa polepole zaidi kuliko uwekaji wa TB, huku kanda ndogo zikiondolewa kwa viwango tofauti vya sifa.
Mchoro 4. Uwekaji wa sehemu katika kila eneo la njia ya upumuaji kwa mfanyakazi wa mwanga wa kumbukumbu (pumzi ya kawaida ya pua) katika modeli ya ICRP ya 1994.
Kielelezo cha 4 kinaonyesha ubashiri wa modeli ya ICRP (1994) kulingana na utuaji wa sehemu katika kila eneo kama utendaji wa saizi ya chembe zilizovutwa. Huakisi utuaji mdogo wa mapafu kati ya 0.1 na 1 mm, ambapo utuaji huamuliwa kwa kiasi kikubwa na kubadilishana, katika pafu kuu, kati ya hewa ya mawimbi na mabaki ya mapafu. Uwekaji huongezeka chini ya 0.1 mm kadiri uenezaji unavyokuwa mzuri zaidi na kupungua kwa saizi ya chembe. Utuaji huongezeka huku ukubwa wa chembe ukiongezeka zaidi ya mm 1 kadiri mchanga na mshindo unavyozidi kuwa mzuri.
Miundo changamano changamani ya uwekaji unaochagua saizi imekubaliwa na wataalamu na mashirika ya afya ya kazini na ya jamii kuhusu uchafuzi wa hewa, na hizi zimetumika kukuza vikomo vya mfiduo wa kuvuta pumzi ndani ya safu mahususi za ukubwa wa chembe. Tofauti hufanywa kati ya:
- chembe hizo ambazo hazijaingizwa kwenye pua au mdomo na kwa hivyo haziwakilishi hatari ya kuvuta pumzi
- ya kuvuta pumzi (pia inajulikana kama ya kutia moyochembechembe (IPM) - zile zinazovutwa na ni hatari zikiwekwa popote ndani ya njia ya upumuaji.
- the thoracic particulate mass (TPM) - zile zinazopenya larynx na ni hatari zinapowekwa popote ndani ya thorax na
- chembe chembe inayoweza kupumua (RPM) -chembe hizo ambazo hupenya kupitia bronchioles ya mwisho na ni hatari wakati zimewekwa ndani ya eneo la kubadilishana gesi ya mapafu.
Mapema miaka ya 1990 kumekuwa na upatanishi wa kimataifa wa fasili za kiasi cha IPM, TPM na RPM. Uainisho wa kiingilio wa kuchagua ukubwa kwa sampuli za hewa zinazokidhi vigezo vya Mkutano wa Marekani wa Wataalamu wa Usafi wa Viwanda wa Kiserikali (ACGIH 1993), Shirika la Kimataifa la Kuweka Viwango (ISO 1991) na Kamati ya Viwango ya Ulaya (CEN 1991) zimeorodheshwa katika jedwali 2. Wao hutofautiana na sehemu za uwekaji za ICRP (1994), hasa kwa chembe kubwa zaidi, kwa sababu zinachukua msimamo wa kihafidhina kwamba ulinzi unapaswa kutolewa kwa wale wanaojihusisha na kuvuta pumzi ya mdomo, na hivyo kukwepa ufanisi zaidi wa kuchujwa kwa vifungu vya pua.
Jedwali 2. Vigezo vya vumbi vinavyoweza kuvuta, kifua na kupumua vya ACGIH, ISO na CEN, na PM.10 vigezo vya EPA ya Marekani
Inaweza kuvuta pumzi | Thoracic | Inapumua | PM10 | ||||
Chembe aero- kipenyo kinachobadilika (mm) |
Inaweza kuvuta pumzi Wala Misa (IPM) (%) |
Chembe aero- kipenyo kinachobadilika (mm) |
Thoracic Wala Misa (TPM) (%) |
Chembe aero- kipenyo kinachobadilika (mm) |
Inapumua Wala Misa (RPM) (%) |
Chembe aero- kipenyo kinachobadilika (mm) |
Thoracic Wala Misa (TPM) (%) |
0 | 100 | 0 | 100 | 0 | 100 | 0 | 100 |
1 | 97 | 2 | 94 | 1 | 97 | 2 | 94 |
2 | 94 | 4 | 89 | 2 | 91 | 4 | 89 |
5 | 87 | 6 | 80.5 | 3 | 74 | 6 | 81.2 |
10 | 77 | 8 | 67 | 4 | 50 | 8 | 69.7 |
20 | 65 | 10 | 50 | 5 | 30 | 10 | 55.1 |
30 | 58 | 12 | 35 | 6 | 17 | 12 | 37.1 |
40 | 54.5 | 14 | 23 | 7 | 9 | 14 | 15.9 |
50 | 52.5 | 16 | 15 | 8 | 5 | 16 | 0 |
100 | 50 | 18 | 9.5 | 10 | 1 | ||
20 | 6 | ||||||
25 | 2 |
Kiwango cha Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Marekani (EPA 1987) cha ukolezi wa chembe ya hewa iliyoko kinajulikana kama PM.10, yaani, chembe chembe chini ya 10 mm katika kipenyo cha aerodynamic. Ina kigezo cha ingizo cha sampuli ambacho ni sawa (kitendo ni sawa) na TPM lakini, kama inavyoonyeshwa katika Jedwali la 2, vipimo tofauti vya nambari.
Vichafuzi vya Hewa
Vichafuzi vinaweza kutawanywa hewani katika halijoto ya kawaida iliyoko na shinikizo katika umbo la gesi, kioevu na kigumu. Mbili za mwisho zinawakilisha kusimamishwa kwa chembe hewani na zilipewa neno la jumla aerosols na Gibbs (1924) kwa msingi wa mlinganisho wa istilahi haidrosol, hutumika kuelezea mifumo iliyotawanywa katika maji. Gesi na mivuke, ambayo iko kama molekuli tofauti, huunda miyeyusho ya kweli hewani. Chembe zinazojumuisha nyenzo za shinikizo la mvuke wa wastani hadi wa juu huwa na kuyeyuka kwa kasi, kwa sababu zile ndogo za kutosha kusalia hewani kwa zaidi ya dakika chache (yaani, zile ndogo zaidi ya takriban milimita 10) zina uwiano mkubwa wa uso-kwa-kiasi. Baadhi ya nyenzo zilizo na shinikizo la chini la mvuke zinaweza kuwa na sehemu zinazoweza kutambulika katika fomu za mvuke na erosoli kwa wakati mmoja.
Gesi na mvuke
Mara baada ya kutawanywa hewani, gesi chafu na mvuke kwa ujumla huunda michanganyiko kiasi kwamba sifa zao za kimwili (kama vile msongamano, mnato, enthalpy na kadhalika) haziwezi kutofautishwa na zile za hewa safi. Mchanganyiko kama huo unaweza kuzingatiwa kufuata uhusiano bora wa sheria ya gesi. Hakuna tofauti ya kiutendaji kati ya gesi na mvuke isipokuwa kwamba mwisho huo kwa ujumla huchukuliwa kuwa awamu ya gesi ya dutu ambayo inaweza kuwepo kama kigumu au kioevu kwenye joto la kawaida. Wakati hutawanywa hewani, molekuli zote za kiwanja fulani kimsingi ni sawa katika ukubwa wao na uwezekano wa kunaswa na nyuso tulivu, nyuso za njia ya upumuaji na vitoza vichafuzi au visampuli.
Aerosols
Erosoli, zikiwa ni mtawanyiko wa chembe kigumu au kioevu hewani, zina tofauti kubwa ya ziada ya saizi ya chembe. Ukubwa huathiri mwendo wa chembe na, kwa hivyo, uwezekano wa matukio ya kimwili kama vile kuganda, mtawanyiko, mchanga, kuathiriwa kwenye nyuso, matukio ya usoni na sifa za kutawanya mwanga. Haiwezekani kuangazia chembe fulani kwa kigezo cha saizi moja. Kwa mfano, sifa za aerodynamic za chembe hutegemea msongamano na umbo pamoja na vipimo vya mstari, na saizi inayofaa ya kutawanya kwa mwanga inategemea fahirisi na umbo la refractive.
Katika baadhi ya matukio maalum, chembe zote kimsingi ni sawa kwa ukubwa. Aerosols vile huchukuliwa kuwa monodisperse. Mifano ni chavua asili na baadhi ya erosoli zinazozalishwa na maabara. Kwa kawaida, erosoli huundwa na chembe za saizi nyingi tofauti na kwa hivyo huitwa heterodisperse au polydisperse. Erosoli tofauti zina viwango tofauti vya utawanyiko wa saizi. Kwa hivyo, ni muhimu kubainisha angalau vigezo viwili katika kubainisha ukubwa wa erosoli: kipimo cha mwelekeo wa kati, kama vile wastani au wastani, na kipimo cha mtawanyiko, kama vile kupotoka kwa kiwango cha hesabu au kijiometri.
Chembe zinazozalishwa na chanzo kimoja au mchakato kwa ujumla huwa na kipenyo kufuatia usambazaji wa logi-kawaida; yaani, logariti za kipenyo chao binafsi zina usambazaji wa Gaussian. Katika hali hii, kipimo cha mtawanyiko ni mkengeuko wa kiwango cha kijiometri, ambao ni uwiano wa ukubwa wa asilimia 84.1 hadi ukubwa wa asilimia 50. Wakati zaidi ya chanzo kimoja cha chembe ni muhimu, erosoli iliyochanganywa inayotokana haitafuata usambazaji mmoja wa kawaida wa logi, na inaweza kuwa muhimu kuielezea kwa jumla ya usambazaji kadhaa.
Sifa za chembe
Kuna sifa nyingi za chembe isipokuwa saizi yao ya mstari ambayo inaweza kuathiri sana tabia zao za hewani na athari zake kwa mazingira na afya. Hizi ni pamoja na:
Uso. Kwa chembe za spherical, uso hutofautiana kama mraba wa kipenyo. Hata hivyo, kwa erosoli ya mkusanyiko wa wingi, jumla ya uso wa erosoli huongezeka kwa kupungua kwa ukubwa wa chembe. Kwa chembe zisizo za spherical au za jumla, na kwa chembe zilizo na nyufa za ndani au pores, uwiano wa uso kwa kiasi unaweza kuwa mkubwa zaidi kuliko kwa nyanja.
Kiasi. Kiasi cha chembe hutofautiana kadiri mchemraba wa kipenyo; kwa hivyo, chembe chache kubwa zaidi katika erosoli huwa na uwezo wa kutawala mkusanyiko wake wa ujazo (au wingi).
Umbo. Umbo la chembe huathiri uvutaji wake wa aerodynamic pamoja na eneo lake la uso na kwa hivyo mwendo wake na uwezekano wa utuaji.
Uzito wiani. Kasi ya chembe katika kukabiliana na nguvu za uvutano au ajizi huongezeka kadiri mzizi wa mraba wa msongamano wake.
Kipenyo cha aerodynamic. Kipenyo cha duara cha msongamano wa kitengo kilicho na kasi ya kutulia ya kituo sawa na chembe inayozingatiwa ni sawa na kipenyo chake cha aerodynamic. Kasi ya kutulia kwa kituo ni kasi ya usawa ya chembe inayoanguka chini ya ushawishi wa mvuto na upinzani wa maji. Kipenyo cha aerodynamic huamuliwa na saizi halisi ya chembe, msongamano wa chembe na kipengele cha umbo la aerodynamic.
Aina za erosoli
Aerosols kwa ujumla huwekwa kulingana na michakato yao ya malezi. Ingawa uainishaji ufuatao si sahihi wala wa kina, hutumiwa na kukubalika katika nyanja za usafi wa viwanda na uchafuzi wa hewa.
Vumbi. Erosoli inayoundwa na mgawanyiko wa kiufundi wa nyenzo nyingi kuwa faini za hewa zenye muundo sawa wa kemikali. Chembe za vumbi kwa ujumla ni dhabiti na si za kawaida kwa umbo na zina kipenyo kikubwa zaidi ya 1 mm.
Moshi. Erosoli ya chembe kigumu inayoundwa na msongamano wa mivuke inayoundwa na mwako au usablimishaji kwenye viwango vya juu vya joto. Chembe za msingi kwa ujumla ni ndogo sana (chini ya 0.1 mm) na zina maumbo ya fuwele ya duara au sifa. Zinaweza kufanana kemikali na nyenzo kuu, au zinaweza kujumuisha bidhaa ya oksidi kama vile oksidi ya chuma. Kwa kuwa zinaweza kutengenezwa katika viwango vya juu vya idadi, mara nyingi hugandana kwa haraka, na kutengeneza makundi ya msongamano wa chini kwa ujumla.
Moshi. Erosoli inayoundwa na kufidia kwa bidhaa za mwako, kwa ujumla kutoka kwa vifaa vya kikaboni. Chembe hizo kwa ujumla ni matone ya kioevu yenye kipenyo chini ya 0.5 mm.
Kosa Erosoli ya matone inayoundwa na kukata kwa mitambo kwa kioevu kikubwa, kwa mfano, kwa atomize, nebulization, kububujika au kunyunyiza. Saizi ya matone inaweza kufunika safu kubwa sana, kawaida kutoka karibu 2 mm hadi zaidi ya 50 mm.
Ukungu. Erosoli yenye maji inayoundwa na kufidia kwa mvuke wa maji kwenye viini vya angahewa kwa unyevu wa juu. Ukubwa wa matone kwa ujumla ni zaidi ya 1 mm.
moshi Neno maarufu kwa erosoli ya uchafuzi inayotokana na mchanganyiko wa moshi na ukungu. Sasa hutumiwa kwa kawaida kwa mchanganyiko wowote wa uchafuzi wa anga.
Ukungu. Erosoli ya ukubwa mdogo wa chembe za RISHAI ambayo huchukua mvuke wa maji kwa unyevu wa chini kiasi.
Viini vya Aitken au condensation (CN). Chembe ndogo sana za anga (zaidi ndogo zaidi ya 0.1 mm) zinazoundwa na michakato ya mwako na ubadilishaji wa kemikali kutoka kwa vitangulizi vya gesi.
Hali ya mkusanyiko. Neno linalotolewa kwa chembe katika angahewa iliyoko kuanzia 0.1 hadi takriban 1.0 mm kwa kipenyo. Chembe hizi kwa ujumla ni duara (zenye nyuso za kioevu), na huunda kwa kuganda na kufidia chembe ndogo zinazotokana na vianzilishi vya gesi. Kwa kuwa ni kubwa sana kwa kuganda kwa haraka na ndogo sana kwa mchanga wenye ufanisi, huwa na kurundikana kwenye hewa iliyoko.
Hali ya chembe coarse. Chembe za hewa iliyoko ambazo ni kubwa zaidi ya takriban milimita 2.5 katika kipenyo cha aerodynamic na kwa ujumla huundwa na michakato ya kimakanika na kusimamishwa kwa vumbi la uso.
Majibu ya Kibiolojia ya Mfumo wa Kupumua kwa Vichafuzi vya Hewa
Majibu kwa vichafuzi vya hewa huanzia kero hadi nekrosisi ya tishu na kifo, kutoka kwa athari za jumla za kimfumo hadi mashambulizi mahususi kwa tishu moja. Sababu za mwenyeji na mazingira hutumikia kurekebisha athari za kemikali zilizovutwa, na majibu ya mwisho ni matokeo ya mwingiliano wao. Sababu kuu za mwenyeji ni:
- umri - kwa mfano, wazee, haswa wale walio na kazi ya moyo na mishipa na ya kupumua iliyopunguzwa sana, ambao hawawezi kukabiliana na mafadhaiko ya ziada ya mapafu.
- hali ya afya - kwa mfano, ugonjwa wa wakati mmoja au kutofanya kazi vizuri
- hali ya lishe
- hali ya immunological
- jinsia na mambo mengine ya kijeni—kwa mfano, tofauti zinazohusiana na kimeng’enya katika mifumo ya ubadilishaji wa kibaolojia, kama vile upungufu wa njia za kimetaboliki, na kutokuwa na uwezo wa kuunganisha vimeng’enya fulani vya kuondoa sumu mwilini.
- hali ya kisaikolojia-kwa mfano, dhiki, wasiwasi na
- mambo ya kitamaduni—kwa mfano, uvutaji wa sigara, ambayo inaweza kuathiri ulinzi wa kawaida, au inaweza kuongeza athari za kemikali nyingine.
Mambo ya kimazingira ni pamoja na ukolezi, uthabiti na sifa za kifizikiakemikali ya wakala katika mazingira ya mfiduo na muda, marudio na njia ya mfiduo. Mfiduo wa papo hapo na sugu kwa kemikali unaweza kusababisha udhihirisho tofauti wa patholojia.
Kiungo chochote kinaweza kujibu kwa idadi ndogo tu ya njia, na kuna maandiko mengi ya uchunguzi kwa magonjwa yanayotokana. Sehemu zifuatazo zinajadili aina pana za majibu ya mfumo wa upumuaji ambayo yanaweza kutokea kufuatia kuathiriwa na uchafuzi wa mazingira.
Jibu la kuudhi
Irritants hutoa muundo wa kuvimba kwa tishu za jumla, zisizo maalum, na uharibifu unaweza kusababisha eneo la mguso wa uchafu. Viwasho vingine havitoi athari za kimfumo kwa sababu mwitikio wa muwasho ni mkubwa zaidi kuliko athari yoyote ya kimfumo, ilhali vingine pia vina athari kubwa za kimfumo kufuatia kufyonzwa—kwa mfano, salfidi hidrojeni kufyonzwa kupitia mapafu.
Katika viwango vya juu, irritants inaweza kusababisha hisia inayowaka katika pua na koo (na kwa kawaida pia machoni), maumivu katika kifua na kukohoa na kusababisha kuvimba kwa mucosa (tracheitis, bronchitis). Mifano ya viwasho ni gesi kama vile klorini, florini, dioksidi sulfuri, fosjini na oksidi za nitrojeni; ukungu wa asidi au alkali; mafusho ya cadmium; vumbi la kloridi ya zinki na pentoksidi ya vanadium. Viwasho vya juu vya kemikali vinaweza pia kupenya ndani ya mapafu na kusababisha uvimbe wa mapafu (alveoli kujazwa na majimaji) au kuvimba (kemikali ya nimonisi).
Viwango vilivyoinuliwa vya vumbi ambavyo havina kemikali za kuwasha vinaweza pia kuwasha bronchi kimitambo na, baada ya kuingia kwenye njia ya utumbo, vinaweza pia kuchangia saratani ya tumbo na koloni.
Mfiduo wa vitu vya kuwasha kunaweza kusababisha kifo ikiwa viungo muhimu vimeharibiwa sana. Kwa upande mwingine, uharibifu unaweza kubadilishwa, au unaweza kusababisha hasara ya kudumu ya kiwango fulani cha utendaji, kama vile uwezo wa kubadilishana gesi.
Jibu la Fibrotic
Idadi ya vumbi husababisha maendeleo ya kikundi cha matatizo ya muda mrefu ya mapafu yanayoitwa pneumoconioses. Neno hili la jumla linajumuisha hali nyingi za fibrotic za mapafu, yaani, magonjwa yenye sifa ya kuunda kovu katika tishu zinazounganishwa. Pneumoconioses ni kwa sababu ya kuvuta pumzi na uhifadhi unaofuata wa vumbi fulani kwenye alveoli, ambayo iko chini ya utengamano wa kati.
Pneumoconioses ina sifa ya vidonda maalum vya fibrotic, ambayo hutofautiana katika aina na muundo kulingana na vumbi vinavyohusika. Kwa mfano, silikosisi, kwa sababu ya utuaji wa silika isiyo na fuwele, ina sifa ya aina ya nodular ya fibrosis, wakati fibrosis iliyoenea hupatikana katika asbestosis, kutokana na mfiduo wa nyuzi za asbesto. Vumbi fulani, kama vile oksidi ya chuma, hutokeza tu radiolojia iliyobadilishwa (siderosis) bila kuharibika kwa utendaji, huku athari za wengine zikiwa ni ulemavu mdogo hadi kifo.
Jibu la mzio
Majibu ya mzio huhusisha jambo linalojulikana kama uhamasishaji. Mfiduo wa awali kwa allergen husababisha kuanzishwa kwa malezi ya antibody; mfiduo unaofuata wa mtu ambaye sasa "aliyehamasishwa" husababisha mwitikio wa kinga-yaani, mmenyuko wa antibody-antijeni (antijeni ni allergener pamoja na protini endogenous). Mwitikio huu wa kinga unaweza kutokea mara tu baada ya kufichuliwa na allergen, au inaweza kuwa majibu ya kuchelewa.
Athari za kimsingi za mzio wa kupumua ni pumu ya bronchial, athari katika njia ya juu ya upumuaji ambayo inahusisha kutolewa kwa histamini au vipatanishi vinavyofanana na histamini kufuatia athari za kinga kwenye membrane ya mucous, na aina ya nimonitisi (kuvimba kwa mapafu) inayojulikana kama alveolitis ya mzio kutoka nje. Kando na athari hizi za ndani, mmenyuko wa kimfumo wa mzio (mshtuko wa anaphylactic) unaweza kufuata mfiduo wa baadhi ya vizio vya kemikali.
Jibu la kuambukiza
Wakala wa kuambukiza wanaweza kusababisha kifua kikuu, anthrax, ornithosis, brucellosis, histoplasmosis, ugonjwa wa Legionnaires na kadhalika.
Jibu la kansa
Saratani ni neno la jumla kwa kundi la magonjwa yanayohusiana na ukuaji usio na udhibiti wa tishu. Ukuaji wake ni kwa sababu ya mchakato mgumu wa kuingiliana na mambo mengi katika mwenyeji na mazingira.
Mojawapo ya matatizo makubwa katika kujaribu kuhusisha kukaribiana na wakala mahususi kwa ukuaji wa saratani kwa wanadamu ni kipindi kirefu cha fiche, kwa kawaida kutoka miaka 15 hadi 40, kati ya mwanzo wa mfiduo na udhihirisho wa ugonjwa.
Mifano ya vichafuzi vya hewa vinavyoweza kuzalisha saratani ya mapafu ni arseniki na misombo yake, kromati, silika, chembe chembe zenye hidrokaboni zenye kunukia za polycyclic na vumbi fulani lenye nikeli. Nyuzi za asbesto zinaweza kusababisha saratani ya bronchi na mesothelioma ya pleura na peritoneum. Chembe za mionzi zilizowekwa zinaweza kufichua tishu za mapafu kwa viwango vya juu vya ndani vya mionzi ya ioni na kuwa sababu ya saratani.
Majibu ya kimfumo
Kemikali nyingi za kimazingira huzalisha ugonjwa wa kimfumo wa jumla kutokana na athari zake kwenye tovuti kadhaa zinazolengwa. Mapafu hayalengwa tu na mawakala wengi hatari lakini mahali pa kuingia kwa vitu vya sumu ambavyo hupitia kwenye mapafu hadi kwenye mkondo wa damu bila uharibifu wowote kwa mapafu. Hata hivyo, wakati wa kusambazwa kwa mzunguko wa damu kwa viungo mbalimbali, wanaweza kuharibu au kusababisha sumu ya jumla na kuwa na athari za utaratibu. Jukumu hili la mapafu katika ugonjwa wa kazi sio mada ya kifungu hiki. Hata hivyo, athari za chembechembe zilizotawanywa vizuri za oksidi kadhaa za metali ambazo mara nyingi huhusishwa na ugonjwa mkali wa kimfumo unaojulikana kama homa ya mafusho ya metali inapaswa kutajwa.