WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

Серия (Высшее образование» Т.А. Хван, П.А. Хван Безопасность Жизнедеятельности Излание 4-е, переработанное и лополненное Рекоменловано Министерством Российской Фелераиии образования в качестве

учебного пособия для стулентов вузов Ростов-на-Дону «ФЕНИКС» 2004 ББК 63.3(2) X 30 Рецензенты:

д.э.н., профессор В.Н. Чапек, д.м.н., А.Р. Квасов Хван Т.А., Хван П.А.

X 30 Безопасность жизнедеятельности. Серия «Высшее образование». Ростов н/Д: «Феникс», 2004. — 416 с.

Учебное пособие написано в сответствии с государствен ным образовательным стандартом для высших учебных за ведений и представляет собой изложение вопросов иден тификации опасных и вредных факторов в системе «чело век—среда обитания», предупреждения воздействия негативных факторов на организм человека, основ ликви дации последствий их воздействия на организм в быто вой, производственной среде в мирное время и в случае возникновения чрезвычайных ситуаций.

Для студентов вузов.

ISBN 5-222517-9 ББК 63.3(2) © Хван Т.А., Хван П.А., © Оформление: изд-во «Феникс», ВВЕДЕНИЕ Безопасность жизнедеятельности представляет собой область научных знаний, охватывающих те орию и практику защиты человека от опасных и вредных факторов во всех сферах человеческой де ятельности, сохранение безопасности и здоровья в среде обитания. Эта дисциплина решает следующие основные задачи:

— идентификация (распознавание и количествен ная оценка) негативных воздействий среды обитания;

— защита от опасностей или предупреждение воз действия тех или иных негативных факторов на че ловека;

— ликвидация отрицательных последствий воз действия опасных и вредных факторов;

— создание нормального, то есть комфортного состояния среды обитания человека.

Интегральным показателем безопасности жиз недеятельности является продолжительность жизни.

На ранних этапах антропогенеза (для первобытного человека) она составляла приблизительно 25 лет. На человека воздействовали, в основном, опасности при родного характера: зависимость от климатических условий, низкий уровень белкового питания и др.

Развитие цивилизации, под которой мы понима ем прогресс науки, техники, экономики, индустри ализацию сельского хозяйства, использование раз личных видов энергии, вплоть до ядерной, созда ние машин, механизмов, применение различных видов удобрений и средств для борьбы с вредителя БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ми, значительно увеличивает количество вредных факторов, негативно воздействующих на человека.

Важным элементом в обеспечении жизнедеятельно сти человека становится защита от этих факторов.

На протяжении всего существования человечес кая популяция, развивая экономику, создавала и социально-экономическую систему безопасности.

Вследствие этого, несмотря на увеличение количе ства вредных воздействий, уровень безопасности че ловека возрастал. В настоящее время средняя про должительность жизни в наиболее развитых стра нах составляет около 77 лет.

Вторгаясь в природу, законы которой еще дале ко не познаны, создавая новые технологии, люди формируют искусственную среду обитания — тех носферу. Если учесть, что нравственное и обще культурное развитие цивилизации отстает от тем пов научно-технического прогресса, становится оче видным увеличение риска для здоровья и жизни современного человека. По данным ВОЗ, например, смертность от несчастных случаев занимает третье место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. От несчастных случаев гибнут моло дые, трудоспособные люди;

травматизм является ос новной причиной смерти человека от 2 до 41 года.

Так, в настоящее время ежегодно в России в авари ях и катастрофах гибнет около 50000 чел., получа ют травмы 250000 чел. Это связано с повышением риска во всех областях деятельности и сфере жиз ни человека.

Курс «Безопасность жизнедеятельности» предус матривает процесс познания сложных связей чело веческого организма и среды обитания. Воздействие человека на среду, согласно законам физики, вы ВВЕДЕНИЕ зывает ответные противодействия всех ее компонен тов. Организм человека безболезненно переносит те или иные воздействия до тех пор, пока они не пре вышают пределы адаптации. «Безопасность жиз недеятельности» рассматривает:

— безопасность в бытовой среде;

— безопасность в производственной сфере;

— безопасность жизнедеятельности в городской среде (селитебной зоне);

— безопасность в окружающей природной среде;

— чрезвычайные ситуации мирного и военного времени. Бытовая среда — это вся сумма факто ров, воздействующих на человека в быту. Реакцию организма на бытовые факторы изучают такие раз делы науки, как коммунальная гигиена, гигиена пи тания, гигиена детей и подростов.

Производственная среда — это совокупность фак торов, воздействующих на человека в процессе тру довой деятельности.

Безопасность в природной среде — это одна из отраслей экологии. Экология изучает закономерно сти взаимодействия организмов с окружающей сре дой. Среда обитания неразрывно связана с поняти ем «биосфера».

Термин «биосфера» введен австралийским геоло гом Зюссом в 1875 году. Биосфера — природная область распространения жизни на Земле, включа ющая нижний слой атмосферы, гидросферу, верх ний слой литосферы. С именем русского ученого Вернадского связано создание учения о биосфере и ее переходе в ноосферу. Основным в учении о ноос фере является единство биосферы и человечества, «Человек охватил своей жизнью, своей культу рой всю верхнюю оболочку планеты, всю биосфе БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ру, — писал Вернадский, — биосфера переходит в новое эволюционное состояние — ноосферу, пере рабатывается научной мыслью социального чело вечества... через организованный человеческий труд». Жизнь человечества стала единой, связь и транспорт охватили всю планету. В эпоху ноосфе ры человек уже может и должен «мыслить и дей ствовать в новом аспекте, не только в аспекте от дельной личности, семьи, государства, но и в пла нетном аспекте». В учении о ноосфере заложен активный оптимизм, вера в разумное регулирова ние отношений человека и природы.

В июне 1992 года в Рио-де-Жанейро была прове дена международная встреча на высшем уровне по проблемам планеты Земля, вызванная тем, что гло бальная окружающая среда изменяется в настоя щее время намного быстрее, чем когда-либо в пре дыдущие столетия, и эти изменения несут реаль ную угрозу безопасности и обеспеченному будущему людей. На встрече был принят всемирный план дей ствий — Повестка дня на XXI век, — направлен ный на достижение устойчивого развития. Перво очередными задачами для обеспечения устойчиво го развития являются:

— поиск путей, позволяющих обеспечить эконо мический рост и процветание при одновременном уменьшении расхода энергии, сырья и производ ственных отходов;

— определение сбалансированных структур по требления для всего мира, которые Земля сможет выдержать в течение продолжительного времени.

Расточительный стиль жизни огромным грузом ложится на окружающую среду. Одной из основ ных причин постоянной деградации окружающей среды во всем мире является структура потребле ния и производства, не обеспечивающая устойчиво сти, особенно в промышленно развитых странах. В данном случае устойчивое развитие означает управ ляемое, согласованное с эволюционными законами природы и общества, то есть такое развитие, при котором жизненные потребности людей нынешнего поколения удовлетворяются без лишения такой воз можности будущих поколений.

Одним из главных понятий безопасности жизне деятельности является так называемая «аксиома о потенциальной опасности».

Анализ общественной практической деятельнос ти дает основание для утверждения о том, что лю бая деятельность потенциально опасна (1).

Потенциальная опасность заключается в скрытом, неявном характере проявления опасностей. Напри мер, мы не ощущаем до определенного момента уве личение концентрации СО2 в воздухе. В норме ат мосферный воздух должен содержать не более 0,05% СО2. Постоянно в помещении, например, в аудиторий, концентрация СО2 увеличивается. Угле кислый газ не имеет цвета, запаха и нарастание его концентрации проявится появлением усталости, вялости, снижением работоспособности. Но в це лом организм человека, пребывающего системати чески в таких условиях, отреагирует сложными фи зиологическими процессами;

изменением частоты, глубины и ритма дыхания (одышкой), увеличением частоты сердечных сокращений, изменением арте риального давления. Это состояние (гипоксия) мо жет повлечь за собой снижение внимания, что в БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ определенных областях деятельности может приве сти к травматизму и т. д.

Потенциальная опасность как явление — это воз можность воздействия на человека неблагоприят ных или несовместимых с жизнью факторов. По степени и характеру действия на организм все фак торы условно делят на вредные и опасные.

К вредным относятся такие факторы, которые становятся в определенных условиях причиной за болеваний или снижения работоспособности. При этом имеется в виду снижение работоспособности, исчезающее после отдыха или перерыва в активной деятельности.

Опасными называют такие факторы, которые приводят в определенных условиях к травматичес ким повреждениям или внезапным и резким нару шениям здоровья.

Это деление условно, т. к. вредные факторы в определенных условиях могут стать опасными. В общих случаях к определенным признакам опас ных и вредных факторов относятся: возможность непосредственного воздействия на организм, зат руднение осуществления физиологических функ ций — дыхания, кровообращения, работы цент ральной нервной системы, органов пищеварения, выделения.

В условиях производства к появлению опасных факторов может вести превышение пределов эксп луатационной возможности технических устройств, инженерных сооружений и конструкций, что иног да приводит к авариям с высвобождением новых опасных и вредных факторов — веществ или энер гии в количествах и дозах, представляющих непос редственную угрозу здоровью и жизни работающих и населения в целом.

Аксиома о потенциальной опасности предусмат ривает количественную оценку негативного воздей ствия, которое оценивается риском нанесения того или иного ущерба здоровью и жизни. Риск опреде ляется как отношение тех или иных нежелатель ных последствий в единицу времени к возможному числу событий.

В мировой практике находит признание концеп ция приемлемого риска, т. е. риска, при котором защитные мероприятия позволяют поддерживать до стигнутый уровень безопасности. Для обычных об щих условий приемлемый риск гибели для человека принимается равным 10~6 в/год т. е. 1 на случаев в год. Степень риска оценивается в миро вой практике для различных видов деятельности вероятностью смертельных случаев.

Какая-то часть опасных и вредных факторов, — преимущественно это относится к производственной, а в какой-то мере и к другим средам обитания, — обычно имеет внешне определенные, пространствен ные области проявления, которые называются опас ными зонами. Они характеризуются увеличением риска возникновения несчастного случая.

Однако, даже если человек находится в опасной зоне, но правильно организует свою деятельность, соблюдает условия безопасности, следит за исправ ностью технических систем, нарушение здоровья или несчастный случай не возникает. Таким обра зом, неполадки в здоровье или несчастный случай часто являются следствием нарушения правил лич ного поведения организационного или техническо БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЯТЕЛЬНОСГИ го порядка в момент нахождения человека в опас ной зоне.

Условия, при которых создается возможность воз никновения несчастного случая, называют опас ной ситуацией. Важно уметь предупредить пере ход опасной ситуации в несчастный случай.

В процессе деятельности и жизни человек может оказаться в такой опасной ситуации, когда физи ческие и психологические нагрузки достигают та ких пределов, при которых индивидуум теряет спо собность к рациональным поступкам и действиям, адекватным сложившейся ситуации. Такие ситуа ции называют экстремальными.

Если систематизировать все сказанное, то безопас ность жизнедеятельности можно определить, как такое состояние окружающей среды, при котором исключена возможность повреждения организма че ловека в процессе его разнообразной деятельности.

Человеческий опыт накопил определенные при емы, методы для обеспечения безопасного взаимо действия со средой обитания, особенно в производ ственной среде. Безопасность труда — это такое состояние его условий, при котором исключено не гативное воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Техника безопасности — система организаци онных мероприятий и технических средств, предот вращающих воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов. Для каж дого вида работ существуют определенные правила техники безопасности, человек допускается к рабо те только после их изучения. В паспорте любого технического устройства изложены правила эксп луатации, выполнение которых делает безопасной работу с этом устройством.

ВВЕДЕНИЕ Обеспечение безопасных условий на рабочих ме стах является обязанностью администрации.

Охрана труда — система законодательных ак тов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилакти ческих мероприятий и средств, обеспечивающих бе зопасность, сохранение здоровья и работоспособно сти человека в процессе труда.

Производственная санитария — система органи зационных мероприятий и технических средств, пре дотвращающих или уменьшающих на работающих вредных производственных факторов.

Эффективность мероприятий по охране труда мо жет быть снижена неблагоприятной экологической обстановкой в промышленной зоне или городской среде.

Задачу идентификации негативного воздействия производства и технических средств на биосферу и техносферу, разработки и применения средств для снижения этого воздействия решает промышленная экология. Промышленная экология разрабатывает нормативные показатели экологичности предприя тий, оборудования и транспорта, определяет поря док экологической экспертизы при подготовке но вых производств и при переходе на новые виды про дукции. Кроме того, промышленная экология изучает влияние условий природной среды на функ ционирование предприятий и их комплексов.

Сохранение биосферы, обеспечение безопасности и здоровья человека — решение этих проблем дол жно быть целью специалиста в любой сфере дея тельности при выполнении профессиональных обя занностей.

Раздел I ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ 1.1. АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ БЕЗОПАСНОСТИ И ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ НЕГАТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В ходе эволюции в организме человека сформиро вались механизмы, обеспечивающие приспособление к различным условиям жизни и стабилизацию ак тивности органов и систем организма в определен ных функциональных диапазонах. Возможности организма реагировать на внешние и внутренние возмущающие влияния относительно ограничены, но комбинация различных реакций расширяет воз можности организма при взаимодействии с внеш ней средой.

Негативные воздействия на организм могут ока зывать различные чрезвычайные раздражители (факторы внешней среды) — физические, химичес кие, биологические, психофизиологические. Степень их вредности относительна и зависит от сопутству ющих условий и состояния внешней и внутренней среды организма. Влияние всех этих факторов про исходит в конкретных социальных условиях суще ствования, которые имеют нередко решающее зна чение в обеспечении безопасности жизнедеятельно сти.

ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ Способность организма отвечать на воздействия факторов окружающей среды называется реактив ностью.

Реактивность — свойство организма как целого отвечать изменениями жизнедеятельности на воз действия окружающей среды. Реактивность обеспе чивается защитно-компенсаторными системами и механизмами, решающая роль в осуществлении ко торых принадлежит нервной системе. В процессе развития организма нервная система стала ведущей, обеспечивающей целостность организма, его един ство с окружающей средой, сохранение постоянства внутренней среды, строения, функций.

Функции и строение нервной системы Нервная система выполняет следующие важней шие функции:

— осуществляет взаимодействие организма с окру жающей средой, обеспечивая приспособление организ ма к постоянно меняющимся условиям среды;

— объединяет органы и системы тела в единое целое и согласует их деятельность;

— на высшем этапе развития нервная система осуществляет психическую деятельность на основе физиологических процессов ощущения, восприятия и мышления.

Нервная система условно делится на две части:

соматическая, управляющая мускулатурой скеле та и некоторых внутренних органов (язык, гортань, глотка);

вегетативная — иннервирующая все мыш цы кожи, сосуды. Условность такого деления яв БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ствует из того, что вегетативная нервная система имеет отношение к иннервации всех органов, а так же определяет тонус скелетной мускулатуры.

Кроме такой классификации, соответствующей строению организма, нервную систему делят по то пографическому принципу на центральный и пери ферический отделы или системы. Под центральной нервной системой разумеется спинной и головной мозг, под периферической — нервные корешки, узлы, сплетения, нервы и периферические нервные окончания. Как в центральной, так и в перифери ческих отделах нервной системы содержатся эле менты соматической и вегетативной частей, чем до стигается единство нервной системы.

Структурной и функциональной единицей не рвной системы является нейрон — нервная клетка.

Нервные клетки, кото рыми снабжены все орга ны и ткани организма, имеют несколько корот ких, ветвящихся отрос тков-дендритов, по кото рым импульсы поступа ют в тело клетки, и один длинный отросток — ак сон, по которому импуль сы идут от тела клетки (рис. 1). Механизм пере дачи нервного импульса обеспечивается наличием разности потенциалов внутри нервной клетки и Рис. 1. Строение нейрона ЧЕЛОВЕК и СРЕДА ОБИТАНИЯ на наружной поверхности ее мембраны. Внутри не рвной клетки имеется избыток ионов калия и от рицательный заряд. На поверхности клеточной мембраны — избыток ионов натрия и положитель ный заряд. Место передачи нервного возбуждения с одной нервной клетки на другую или с нервной клетки на мышечную или железистую, называет ся синапсом. При возбуждении, под влиянием не рвного импульса в синапсах образуются химичес ки активные вещества — медиаторы (ацетилхолин, адреналин, норадреналин), увеличивающие прони цаемость мембран. Ионы переходят через мембра ны клетки, в результате перераспределения заря да формируется возбуждающий потенциал, возбуж дение передается в те или иные отделы нервной системы.

Синапсы обеспечивают одностороннее проведе ние возбуждения, так как медиаторы образуются только в окончаниях передающего нейрона, а ней рон воспринимающий возбуждение, не обладает та ким свойством. Быстрое разрушение ацетилхоли на в синаптической щели ферментом холинэстера зой является причиной его локального действия и соседние клетки возбуждением не затрагиваются.

На передачу возбуждения затрачивается около 0,5 м/сек.

Спинной и головной мозг — это скопление не рвных клеток вместе с ближайшими разветвления ми их отростков. Скопление нервных клеток суще ствует также в виде узлов и вне центральной части нервной системы (спинномозговые узлы, узлы че репно-мозговых нервов, многочисленные узлы ве / БЗОЛАСНОСТЬ ЖИЗИЕАЕЯТЕАЬНОСТИ гетативной нервной системы). Нервы представля ют собой скопление нервных волокон (отростков), идущих от нервных клеток спинного и головного мозга или узлов. Они осуществляют связь между центральной нервной системой и отдельными орга нами и клетками организма. Нервы, проводящие возбуждение из центральной нервной системы к рабочим органам, называются нисходящими, цен тробежными или двигательными. Нервы, передаю щие возбуждение от разных органов и участков тела в головной и спинной мозг, называются восходящи ми, центростремительными или чувствительными.

Чаще нервы бывают смешанными, в их составе име ются как чувствительные так и двигательные во локна. Двигательные нервы заканчиваются двига тельными окончаниями — эффекторами, чувстви тельные нервы — чувствительными окончаниями или рецепторами.

Рецепторы — специализированные нервные клет ки, обладающие избирательной чувствительностью к воздействию определенных факторов. Рецепторы могут быть в виде простых нервных окончаний, иметь форму волосков, пластинок, колбочек, пало чек, шариков, спиралей, шайбочек. Часть рецепто ров предназначены для восприятия факторов окру жающей среды (экстерорецепторы), другая часть воспринимает изменения внутренней среды организ ма (интерорецепторы). Рецепторы строго специализированы. Фоторе цепторы расположены в сетчатке глаза и воспри нимают электромагнитные волны видимого диапа зона. Фонорецепторы уха воспринимают механи / ЧЕЛОВЕК И CPДА ОБИТАНИЯ ческие колебания воздуха опосредованно через си стемы внутреннего уха. Тактильные рецепторы — это рецепторы осязания. Баро- и осморецепторы сосудов воспринимают изменения гидростатичес кого и осмотического давления крови. Рецепторы вестибулярного аппарата воспринимают изменения положения головы и тела относительно вектора гра витации. Проприорецепторы мышц и сухожилий воспринимают изменение напряжения мышц и по ложения частей тела относительно друг друга. Хе морецепторы реагируют на химические вещества, глюкорецепторы воспринимают изменения уровня сахара в крови. Терморецепторы реагируют на из менение температуры. Болевые рецепторы реаги руют на травмирующее действие различной при роды — механическое, химическое, температурное и др.

Основными свойствами нервных волокон являют ся возбудимость и проводимость, то есть возможность проводить полученное возбуждение. Раздражение рецепторов трансформируется в них, в нервные им пульсы или волны возбуждения. Возбуждение со провождается возникновением биотоков (токи дей ствия).

Проведение возбуждения по волокну возможно только в случае его анатомической целостности и нормального физиологического состояния. При на рушении целостности, при разрыве (вследствие ра нения) двигательного нерва, идущего к мышцам, наступает паралич этих мышц или потеря чувстви тельности, если это был чувствительный нерв. Воз буждение не проводится также при сдавлении, пре БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ кращении кровоснабжения, при сильном охлажде нии, отравлении ядами или наркотиками. Прово димость в нервах может быть нарушена при помо щи некоторых лекарственных веществ (новокаин), что используется в медицинской практике при раз личных видах местной анестезии.

Проведение возбуждения осуществляется строго изолировано по одному нервному волокну и не пе реходит на другие (соседние). Скорость проведения возбуждения по нервному волокну у человека варь ирует от 1 до 120 м/сек, возбуждение может рас пространяться в двух направлениях — центростре мительном и центробежном (двустороннее проведе ние), в отличие от нейронов, через которые нервное возбуждение проводится только в одном направле нии.

Функции нервной системы осуществляются по механизму рефлекса.

Рефлекс — это реакция организма на раздраже ние из внешней или внутренней среды, осуществля емая при посредничестве центральной нервной сис темы. В основе всякого рефлекса лежит деятель ность системы соединенных друг с другом нейронов, образующих так называемую рефлекторную дугу, пример такой дуги приведен на рис. 2.

Простая рефлекторная дуга состоит из двух ней ронов, один из которых связан с какой-нибудь чув ствительной поверхностью, например, с кожей, а другой — с мышцей или железой.

При раздражении чувствительной поверхности возбуждение движется по связанному с ней нейро ну к рефлекторному центру, где находится соедине ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ Рис. 2. Схема рефлекторной дуги [8]:

1 — кожа, 2 — скелетная мышца, 3 — чувствительный нерв, 4 — двигательный нерв, 5 — спинной мозг, место переключения возбуждения на двигательный нерв ние (синапс) обоих нейронов. Здесь возбуждение пе реходит на другой нейрон и идет уже центробежно к мышце или железе. Часто в состав рефлекторной дуги входит третий, вставочный нейрон, который служит местом передачи возбуждения с чувствитель ного пути на двигательный. Кроме простой трех нейронной рефлекторной дуги имеются ронные рефлекторные дуги, проходящие через раз личные уровни головного мозга, включая его кору.

Несмотря на сложность строения, в любой реф лекторной дуге выделяются три главных элемента:

— рецептор, трансформирующий энергию раз дражения в нервный процесс, связанный с аффе рентным нейроном;

— центральная нервная система (различные ее уровни от спинного до головного мозга), где осуще ствляется преобразование возбуждения в ответную реакцию и переключение его с центростремитель ных на центробежные волокна;

— эфферентный нейрон, осуществляющий ответ ную реакцию (двигательную или секреторную).

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Обязательным условием осуществления рефлек са является целостность всех элементов рефлектор ной дуги.

Функциональные системы Открытие закономерностей системной организа ции целенаправленных поведенческих актов орга низма позволило установить, что поведенческий акт осуществляется не только по принципу рефлекса, но и по принципу саморегуляции, что обеспечива ется функциональными системами.

Функциональные системы — это единицы целос тной деятельности организма, представляющие со бой динамические саморегулирующиеся организа ции, формирующиеся на метаболоической (метобо лизм — обмен) основе или под влиянием факторов окружающей, а у человека,в первую очередь, соци альной среды.

В отличие от рефлекса, который в любой момент является реакцией организма на тот или иной раз дражитель, функциональные системы не только реагируют на внешние стимулы, но и по принципу обратной связи отвечают на различные сдвиги кон тролируемого ими конечного результата;

в функ циональные системах формируются опережающие действительных события реакции;

в них происхо дит сличение достигнутого результата с текущими потребностями организма.

Каждая функциональная система посредством нервной и гуморальной регуляции избирательно объединяет различные органы и ткани для обеспе ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ чения необходимых для организма приспособитель ных результатов.

Различные функциональные системы для обес печения специфических результатов деятельности объединяют одни и те же органы и ткани, в связи с чем утрачивается традиционный органный прин цип построения физиологических функций.

Любая функциональная система согласно теории П.К. Анохина имеет принципиально однотипную организацию и включает следующие общие универ сальные для разных систем периферические и цен тральные узловые механизмы:

1) полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональной системы;

2) рецепторы результата;

3) обратную афферентацию, идущую от рецепто ра результата в центральные образования фун кциональных систем;

4) центральную архитектуру, представляющую избирательное объединение функциональных систем нервных элементов различных уровней;

5) исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение.

Взаимодействие различных функциональных си стем в целостном организме строится на основе прин ципов их иерархии и многосвязного, мультипара метрического взаимодействия результатов деятель ности отдельных функциональных систем.

Сущность принципа иерархии заключается в том, что в каждый конкретный момент деятельность организма обеспечивается доминирующей в плане БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ выживаемости или адаптации к окружающей среде функциональной системой.

Все же другие функциональные системы выстра иваются в иерархическом порядке по отношению к доминирующей в данный момент времени и каж дая из них будет занимать место доминирующей функциональной системы в соответствии с их соци альной и биологической значимостью для челове ка. Смена доминирующей функциональной систе мы и иерархический порядок выстраивания функ циональных систем процесс постоянный, отража ющий сущность непрерывно происходящего обме на веществ и постоянного взаимодействия организ ма с окружающей средой.

Принцип мультипараметрического взаимоотно шения различных функциональных систем заклю чается в их обобщенной деятельности. Изменение одного показателя как результата деятельности оп ределенной функциональной системы, немедленно отражается на показателях деятельности других функциональных систем. Так, например, физичес кая нагрузка приводит к изменениям функциональ ных систем поддержания оптимальных величин показателей кровообращения, дыхания, терморегу ляции и др. функциональных систем организма.

Целостный организм в каждый текущий момент времени представляет собой слаженное взаимодей ствие различных функциональных систем и нару шение или «разбалансировка» этого взаимодействия приводит к заболеванию и возможно к гибели.

Функциоанльные системы в отличие от рефлек са (рефлекторной дуги), который является состав ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ ной частью системной организации, имеют замкну тую саморегулирующуюся динамическую организа цию и их деятельность направлена на обеспечение необходимых для организма приспособительных реакций.

Центральная нервная система.

Спинной мозг Спинной мозг расположен в спинномозговом ка нале. Он представляет собой длинный тяж пример но цилиндрической формы, вверху заканчивающий ся на уровне большого затылочного отверстия, вни зу — на уровне второго поясничного позвонка. На месте отхождения нервов к верхним и нижним ко нечностям имеется два утолщения — шейное и по ясничное. Средняя длина спинного мозга у муж чин — 45 см, у женщин 41—42 см, масса 34—38 г Рефлексы, осуществляемые спинным мозгом, протекают по трехнейронной рефлекторной дуге. Не рвные волокна группируются в восходящие и нис ходящие пути, соединяющие различные участки спинного мозга друг с другом, а также спинной мозг с головным.

Спинной мозг выполняет рефлекторную и про водниковую функции. Рефлекторная деятельность спинного мозга разнообразна и осуществляется каж дым ее сегментом. В шейных сегментах расположе ны центры рефлекторных движений диафрагмы, шейных мышц, мышц плечевого пояса и верхних конечностей;

в грудных сегментах — центры мышц туловища;

в поясничных и крестцовых сегментах БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ — центры мышц бедренной области и нижних ко нечностей.

В грудном и поясничном отделе специальные нейроны образуют центры потоотделения и сосу додвигательные;

в крестцовом отделе — центры мочеиспускания, дефекации, деятельности половых органов.

При повреждении спинного мозга вследствии ра нения, сдавливания или разрыва возникают на рушения указанных выше функций соответственно иннервируемых участков тела — параличи, вы падение рефлексов, нарушение проводимости и др.

Высокий перерыв спинного мозга смертелен в свя зи с нарушением дыхания. Рефлекторная деятель ность спинного мозга находится под контролем коры больших полушарий и других отделов го ловного мозга, вследствие чего становится возмож ным произвольное регулирование некоторых фун кций организма (мочеиспускание, дефекация и др.) Кроме рефлекторной, спинной мозг выполняет проводниковую функцию. Импульсы, приходящие в спинной мозг с периферии, по восходящим путям передаются в головной мозг. По нисходящим пу тям импульсы от головного мозга идут к конечным эфферентным нейронам спинного мозга.

Головной мозг Головной мозг расположен в полости черепа, мас са мозга у взрослого человека 1400—1450 г.

В головном мозге различают 5 отделов: конце вой мозг или большие полушария;

промежуточный ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ мозг, состоящий из зрительных бугров, коленча тых тел и подбугорной области;

средний мозг, вклю чающий четверохолмие и ножки мозга;

задний мозг, к которому относится мозжечок и мост мозга;

про долговатый мозг.

В продолговатом мозге располагаются центры многих рефлексов. Продолговатый мозг через вос ходящие пути спинного мозга получает импульсы от всех рецепторов туловища и конечностей. В про долговатом мозге находится ряд жизненно важных центров, осуществляющих рефлекторные акты: ав томатически работающий дыхательный центр, центр сердечной деятельности, сосудодвигательный центр, центр регуляции обмена веществ. Через про долговатый мозг осуществляются также защитные рефлексы (мигание, слезоотделение, чихание, ка шель), рефлексы глотания, отделение пищевари тельных соков. Помимо рефлекторной функции про долговатый мозг выполняет важную проводнико вую функцию, через него замыкаются пути, соеди няющие центры больших полушарий, мозжечка и промежуточного мозга со спинным.

Таким образом, продолговатый мозг играет ог ромную роль в жизни организма. Малейшее его повреждение представляет большую опасность и часто приводит к смерти, вследствие прекращения дыхания и остановки сердца. Функции мозжечка сложны: к нему идут пути, приносящие импульсы с рецепторов мышц, сухожилий, связочного аппа рата, от вестибулярного аппарата, от коры боль ших полушарий;

он участвует в регуляции двига тельной деятельности организма и вегетативных функций.

БЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Средний мозг состоит из двух ножек мозга и пла стинки четверохолмия. В четверохолмие поступа ют сигналы от сетчатки глаз, здесь осуществляет ся ориентировочный рефлекс на звук. В среднем мозге осуществляется регуляция мышечного то нуса и установочных рефлексов, обеспечивающих правильное положение тела в пространстве. Меж ду промежуточным мозгом и корой больший полу шарий существуют связи, лежащие в основе воз никновения условных рефлексов. В промежуточ ном мозге осуществляются реакции, дающие определенную эмоциональную окраску поведению человека.

Через гипофиз промежуточный мозг оказывает влияние на деятельность желез внутренней секре ции.

Конечный мозг представлен большими полуша риями. В состав каждого полушария входят: кора, подкорка, обонятельный мозг, расположенный на основании лобной доли.

Кора больших полушарий представляет собой высший отдел центральной нервной системы, кото рый позже всего появился в процессе эволюции и позже других отделов мозга формируется в ходе ин дивидуального развития. Кора состоит из слоя серо го вещества толщиной 2—3 мм и содержит около млрд. нервных клеток. Благодаря многочисленным бороздам и извилинам поверхность коры достигает по площади 2 м2. Для коры головного мозга харак терны высокая скорость обмена и высокий уровень окислительных процессов. При относительно неболь шом весе (всего 2% от всего веса тела) кора потреб ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ ляет около 18% кислорода, поступающего в орга низм. Корковые клетки чувствительны к изменению постоянства внутренней среды, особенно к содержа нию кислорода в крови, поэтому даже кратковре менное прекращение кровообращения (на несколько секунд) приводит к потере сознания, а через 5—6 мин после обескровливания мозг погибает.

Одной из важнейших функций коры больших полушарий является аналитическая. И.П. Павлов рассматривал кору прежде всего как сложную сис тему корковых концов анализаторов, в которых про исходит анализ сигналов от всех рецепторов тела и синтез ответных реакций в биологически целесооб разный акт. В связи с этим кора больших полуша рий является высшим органом координации реф лекторной деятельности.

Благодаря способности к выработке временных связей, кора больших полушарий представляет со бой орган приобретения и накопления индивидуаль ного жизненного опыта. Процессы, протекающие в коре, являются физиологической основой сознания, восприятия, памяти, мышления, воли. В связи с этим кора больших полушарий является органом сознания и произвольных действий человека.

Анализаторы — это функциональные системы, обеспечивающие анализ (различение) раздражите лей, действующих на организм Анализаторы — очень сложные системы, тем не менее в их структу ре можно выделить следующие звенья:

— периферический отдел — рецепторы, воспри нимающие раздражения и располагающиеся чаще всего в органах чувств;

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯТЕЛЬНОСГИ — проводниковый отдел — нервные пути, по ко торым возбуждение передается в кору больших по лушарий головного мозга;

— центральный отдел — участок коры головно го мозга, преобразующий полученное раздражение в определенное ощущение.

В упрощенном виде схемы анализаторов пред ставлены в таблице 1.

Высшая нервная деятельность Деятельность коры больших полушарий, как и других отделов нервной системы, имеет рефлектор ный характер. Основы учения о рефлекторной дея тельности мозга были заложены русским физиоло гом И.М. Сеченовым в труде «Рефлексы головного мозга». Дальнейшее развитие это учение получило в трудах И.П. Павлова, экспериментально обосно вавшего учение о высшей нервной деятельности, о формировании временных рефлекторных связей или условных рефлексов.

Безусловные рефлексы — это унаследованные от предков, врожденные рефлекторные реакции, приобретенные в результате эволюционного раз вития. Они носят название инстинктов, протека ют по врожденной рефлекторной дуге. Основными безусловными рефлексами являются сосательный, пищевой, оборонительный, половой. БезусловныЕ рефлексы, возникающие при действии раздражите лей внешней и внутренней среды, имеют огромное значение для регуляции таких функций, как кро вообращение, дыхание, пищеварение, обмен ве 2В ЧЕЛОВЕК и CPEJA ОБИТАНИЯ Таблица БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ществ, выделение, терморегуляция и др., но их не достаточно для того, чтобы обеспечить приспособ ление организма к постоянно меняющимся услови ям окружающей среды.

Условные рефлексы — индивидуально приоб ретенные в процессе жизнедеятельности реакции, содействующие и обеспечивающие приспособление организма к изменяющимся условиям среды оби тания. Условные рефлексы носят временный харак тер, могут исчезать при неподкреплении и снова по являться в ответ на новые раздражители.

Понятие об условных рефлексах лежит в основе учения И.П. Павлова о первой и второй сигналь ной системе. Сигналами называются все раздражи тели (звук, свет, давление, химические вещества и др.), воздействующие на рецепторы (органы чувств) и вызывающие те или иные рефлексы. Деятельность коры, связанную с восприятием непосредственных раздражителей или сигналов из внешнего мира, на зывают первой сигнальной системой. Эта система есть у животных и у человека.

У человека пусковым механизмом рефлексов мо гут быть не только предметы и явления, но и их речевые обозначения, символы явлений. Деятель ность коры, связанная с речью, называется второй сигнальной системой.

Сигналы первой сигнальной системы являются конкретными, относящимися только к определенно му раздражителю, непосредственно воздействующе му на определенные органы чувств. Особенностью второй сигнальной системы является отвлечение и обобщение раздражителей первой сигнальной сис ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ темы. Вторая сигнальная система является всеобъ емлющей, способной обобщить и заменить все раз дражители первой сигнальной системы, она пред ставляет собой физиологическую основу речи и мыш ления человека.

Вегетативная нервная система Важную роль в приспособлении организма к ус ловиям среды выполняет также вегетативная не рвная система. Вегетативная нервная система — от дел нервной системы, регулирующий функции всех органов, сердечно-сосудистой системы, обмен ве ществ. Вегетативная нервная система делится на функционально различные отделы: симпатическую и парасимпатическую.

Симпатическая нервная система — это часть вегетативной нервной системы, у которой второй Таблица Действие симпатической и парасимпатической нервной системы на различные органы БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ промежуточный нейрон лежит в нервных узлах, рас положенных вдоль позвоночника Парасимпатическая нервная система — это часть вегетативной нервной системы, у которой вто рой промежуточный нейрон располагается непос редственно в иннервируемом органе.

В зависимости от изменений внешних условий в ЦНС возникают тормозящие или возбуждающие импульсы, которые через вегетативную нервную систему приспосабливают работу внутренних орга нов к этим изменениям.

Симпатическая нервная система как бы мобили зует организм для работы. Деятельность парасим патической нервной системы направлена главным образом на переключение механизмов организма на процессы питания, накопление энергетических ре сурсов.

В основе деятельности центральной нервной сис темы лежат процессы возбуждения и торможения.

Возбуждение и торможение это две стадии единого нервного процесса, происходящего в центральной нервной системе.

Существует несколько видов торможения. Внеш нее торможение связано с появлением в коре голов ного мозга нового вида деятельности. Оно возника ет в результате индукционного влияния раздража емой области центральной нервной системы на область, ранее пребывающую в состоянии возбуж дения. Внешнее торможение способствует переклю чению организма на новый вид деятельности.

Запредельное торможение, в отличие от внеш него, является прямым. Оно возникает в тех обла ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ стях центральной нервной системы, которые не посредственно подвергаются действию внешнего раздражения. Это торможение возникает в ответ на действие сильных, длительных или частых раз дражителей;

запредельное торможение является за щитным для организма, охранным торможением.

Внутреннее торможение имеет место только в от ношении условнорефлекторной деятельности коры больших полушарий. Оно проявляется в разрыве условнорефлекторной связи при неподкреплении действия условного раздражителя безусловным.

Одной из важнейших форм торможения являет ся сон, который предохраняет нервные клетки от переутомления и истощения. Во время сна тормо жение распространяется не только на кору голов ного мозга, но и на некоторые подкорковые отде лы. Иногда во время сна в коре могут оставаться отдельные участки возбуждения — «сторожевые пункты». Нормальный сон взрослого человека 7— часов, новорожденного — 20 часов.

Значение органов чувств и анализаторов в обеспечении равновесия в системе «организм — среда» Безопасность жизнедеятельности направлена на защиту человека от воздействия опасных и вредных факторов. Для поддержания системы «человек-сре да» в безопасном состоянии необходимо согласовать действия человека с элементами окружающей сре ды. Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи органов чувств. Как 484 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯТЕЛЬНОСТИ уже было сказано выше, органы чувств являются периферическими отделами анализаторов.

Основной характеристикой анализатора являет ся чувствительность, которая выражается в способ ности живого организма воспринимать действие раз дражителей, исходящих из внешней или внутрен ней среды. Она характеризуется величиной порога ощущения — чем ниже порог, тем выше чувстви тельность. Различают абсолютный и дифференци альный пороги ощущения. Абсолютный порог ощу щения — это минимальная сила раздражения, спо собная вызвать ответную реакцию. Дифференци альный порог ощущения — это минимальная вели чина, на которую нужно изменить раздражение, чтобы вызвать изменение ответной реакции. Вре мя, проходящее от начала воздействия раздражи теля до появления ощущения, называется латент ным периодом.

Зрительный анализатор Зрительный анализатор обеспечивает более 80% информации о внешнем мире, имеет важное значе ние в обеспечении безопасности, характеризуется следующими показателями:

— острота зрения — способность раздельного вос приятия объектов — управляется большим числом биокибернетических устройств;

существует система, обеспечивающая четкость изображения на сетчат ке путем изменения кривизны хрусталика;

кроме того, освещенность сетчатки регулируется диамет ром зрачка;

ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ — поле зрения — состоит из центральной области бинокулярного зрения, обеспечивающей стереоско пичность восприятия;

его границы у отдельных лиц зависят от анатомических факторов (размер и фор ма носа, век, орбит и т. д.);

поле зрения охватывает около 240° по горизонтали и 150° по вертикали нор мального естественного освещения;

любое уменьше ние освещенности, некоторые болезни (глаукома), дефекты кровеносных сосудов, недостаток кислоро да приводят к резкому уменьшению поля зрения;

— яркостный контраст — чувствительность к нему является важным показателем зрительного анализатора;

его порог (наименьшая воспринимае мая разность яркостей) зависит от уровня яркости в поле зрения и ее равномерности;

оптимальный порог регистрируется при естественном освещении;

— цветовосприятие — способность различать цвета предметов. Цветовое зрение — это одновре менно физическое, физиологическое, психологичес кое явление, заключающееся в способности глаза реагировать на излучение различной длины вол ны, в специфическом восприятии этих излучений.

На ощущение цвета влияют длина волны излуче ния, яркость источника света, коэффициент отра жения или пропускания света объектом, качество и интенсивность освещения. Цветовая слепота (дальтонизм) — генетическая аномалия, но цвето вое зрение может меняться под влиянием приема некоторых лекарственных препаратов и под действи ем химических веществ. Например, прием барби туратов (снотворных и седативных средств) вызы вает временные дефекты в желто-зеленой зоне;

ко 2* БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ каин — усиливает чувствительность к синему цве ту и ослабляет к красному;

кофеин, кофе, кока-кола — ослабляет чувствительность к синему, усиливает красный цвет;

табак — вызывает дефекты в крас но-зеленой зоне, особенно в красной (дефекты мо гут быть постоянными).

Слуховой анализатор Слуховой анализатор воспринимает звуки, кото рые представляют собой акустические колебания, способные восприниматься органом слуха в диапа зоне 16-20000 Гц.

Важной характеристикой слуха является его ост рота или слуховая чувствительность. Она определя ется минимальной величиной звукового раздражи теля, вызывающего слуховое ощущение. Острота слуха зависит от частоты воспринимаемого звуко вого сигнала. Абсолютный порог слышимости — минимальная интенсивность звукового давления, ко торая вызывает слуховое ощущение — составляет При увеличении интенсивности звука возможно появление неприятного ощущения, а затем и боли в ухе. Наименьшая величина звукового давления, при которой возникают болевые ощущения, назы вается порогом слухового дискомфорта. Он равен в среднем 80—100 дБ относительно абсолютного по рога слышимости. Интенсивность звукового воздей ствия определяет громкость ощущения, частота — его высоту. Существенной характеристикой слуха является способность дифференцировать звуки раз ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ личной интенсивности по ощущению их громкос ти. Минимальная величина ощущаемого различия звуков по их интенсивности называется дифферен циальным порогом восприятия силы звука. В нор ме для средней части частотного диапазона звуко вых волн эта величина составляет около 0,7—1, дБ. Поскольку слух является средством общения людей, особое значение в его оценке имеет способ ность восприятия речи или речевой слух. Особенно важно в оценке слуха сопоставление показателей речевого и тонального слуха, что дает представле ние о состоянии различных отделов слухового ана лизатора (аудиометрия). Важное значение имеет функция пространственного слуха, заключающая ся в определении положения и перемещения источ ника звука в пространстве.

Обонятельный анализатор Вид чувствительности, направленный на воспри ятие различных пахучих веществ с помощью обо нятельного анализатора, называется обонянием.

Обоняние имеет важное значение в обеспечении бе зопасности, люди с нарушением обоняния чаще под вергаются риску отравления. Для многих пахучих веществ определен порог восприятия, т. е. мини мальная величина концентрации вещества, способ ная вызвать реакцию органа обоняния. Основными характеристиками органа обоняния являются:

— абсолютный порог восприятия — концентра ция вещества, при которой человек ощущает за пах, но не узнает его (даже для знакомых запахов);

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ — порог узнавания — минимальная концентра ция вещества, при которой запах не только ощу щается, но и узнается.

Разница между порогом восприятия и порогом узнавания для большинства веществ составляет один порядок: 10—100 мг/м3.

Качественная характеристика запаха обычно оп ределяется как ароматный, эфирный, спиртовой, фенольный, едкий, тухлый, горелый, миндальный, мускатный, лимонный, запах фиалок, роз, гвоздик и т. д. Запахи по их характеру называются прият ными, неприятными, скверными, неопределенны ми, отвратительными, удушливыми и др.;

по ин тенсивности их делят на слабые, умеренные, выра женные, сильные и очень сильные;

по раздражаю щему действию — на нераздражающие, слабо раз дражающие, терпимые, сильно раздражающие, не выносимые. Изменения обоняния могут протекать по типу:

— гипосмия — снижение остроты обоняния, при этом порог восприятия запаха возрастает;

— аносмия — потеря восприятия запахов;

— гиперосмия и оксиосмия — обострение обо няния, при этом порог восприятия запаха снижа ется.

Гипосмия может быть полной или частичной.

Профессиональная гипосмия может быть функцио нальной (адаптация к запаху, утомление органов обоняния), токсической (после вдыхания свинца, ртути, хлора и др.), респираторной (после вдыха ния пыли), воспалительной, постинфекционной, по сттравматической. Изменения обоняния могут быть за ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ как периферического, так и центрального проис хождения, в зависимости от того, какое звено обо нятельного анализатора повреждено.

Кожный анализатор Одной из важнейших функций кожи является рецепторная. В коже заложено огромное количе ство рецепторов, воспринимающих различные вне шние раздражения: боль, тепло, холод, прикос новение. На 1 см2 кожи располагается приблизи тельно 200 болевых рецепторов, 20 Холодовых, тепловых и 25 воспринимающих давление, кото рые представляют собой периферический отдел кож ного анализатора.

Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности рефлекс удаления от раздра жителя. Болевая чувствительность являясь сигна лом, мобилизует организм на борьбу за самосохра нение, под влиянием болевого сигнала перестраива ется работа всех систем организма и повышается его реактивность.

Неболевые, механические воздействия на кожные покровы (давление) воспринимаются тактильным ана лизатором. Тактильная чувствительность является составной частью осязания. Чувствительность различ ных участков тела к действию тактильных раздра жителей различна, т. е. они имеют разные пороги так тильной чувствительности, например, минимальный порог ощущения для кончиков пальцев кистей рук — 3 мг/мм2, тыльной стороны кисти — 12 мг/мм2, для кожи в области пятки — 250 мг/мм2.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯГЕЛЬНОСГИ Тактильная чувствительность совместно с други ми видами чувствительности кожи может в некото рой степени компенсировать отсутствие или недо статочность функции других органов чувств.

Температурная чувствительность обеспечивается Холодовыми терморецепторами, с максимумом вос приятия температуры 25—30° и тепловыми — с мак симумом восприятия 40°. Наибольшая плотность терморецепторов в коже лица, меньше их в коже туловища, еще меньше в коже конечностей. Пере давая информацию об изменениях температуры окружающей среды, терморецепторы играют важ нейшую роль в про цессах терморегуляции.

Авигательнып анализатор Двигательный или кинестетический анализа тор — это физиологическая система, передающая и обрабатывающая информацию от рецепторов ске летно-мышечного аппарата и участвующая в орга низации и осуществлении координированных дви жений. Двигательная активность способствует адап тации организма человека к изменениям окружа ющей среды (климата, временных поясов, усло вий производства и т. д.). Различные виды дви жений характеризуются динамикой физиологичес ких процессов, которая при их оптимизации обес печивает наилучшее сохранение жизнедеятельности организма. Чрезмерная мобилизация функцио нальной активности, не обеспечиваемая необходи мым уровнем координации и активности восстано вительных процессов в ходе работы и в течение ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ длительного времени после ее окончания, харак теризуется как гипердинамия. Это состояние воз никает при чрезмерном занятии спортом или тя желым физическим трудом, при длительных эмо циональных стрессах. Гипердинамия развивается в результате неадекватной для функционального состояния организма мобилизации функций не рвно-мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем и может сопровождаться рядом болезненных симптомов.

Другим полюсом двигательной активности явля ется гиподинамия. Это состояние характеризуется снижением деятельности всех органов, систем и рас стройством из взаимосвязи в организме. Глубоким изменениям подвергаются различные стороны об мена веществ, снижается надежность и устойчивость организма человека при значительных функцио нальных нагрузках и действии неблагоприятных факторов среды.

В целом, все это позволяет говорить о двигатель ной активности человека как о процессе, во многом способствующем сохранению его здоровья и трудо вой активности. Достижение же физического совер шенства — важный итог всего многообразия и вза имосвязи различных по характеру движений на всех уровнях психофозиологической регуляции целост ного организма.

Иммунитет Иммунитет — это невосприимчивость организ ма к инфекционным заболеваниям, а также к аген БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ там и веществам, обладающим чужеродными для организма, антигенными свойствами.

Иммунные реакции носят защитный, приспосо бительный характер и направлены на освобожде ние организма от чужеродных антигенов, поступа ющих в него извне и нарушающих постоянство его внутренней среды. Защитные по своей природе, ре акции иммунитета, в силу тех или иных причин могут быть извращены и направлены на некоторые собственные, нормальные, неизмененные компонен ты клеток и тканей, в результате чего возникают аутоиммунные болезни. Иммунные реакции могут быть причиной повышенной чувствительности орга низма к некоторым антигенам — аллергия, анафи лаксия.

Различают следующие виды иммунитета: врож денный и приобретенный.

Врожденный, видовой, наследственный или есте ственный иммунитет — это невосприимчивость од ного вида животных или человека к заболеваниям другого вида. Например, люди невосприимчивы к чуме собак и крупного рогатого ската;

у многих жи вотных не удается вызвать заболевание корью и т. д.

Существуют различные степени напряженности ви дового иммунитета. Иногда неблагоприятные фак торы (например, воздействие низких температур) могут снизить естественный иммунитет к опреде ленному виду микробов.

Приобретенный иммунитет может быть есте ственным и искусственным. В свою очередь, разли чают активно и пассивно приобретенный естествен ный и искусственный иммунитет.

ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ Активно приобретенный естественный иммунитет возникает после перенесенного инфекционного забо левания. Это наиболее прочный, продолжительный иммунитет, который поддерживается иногда всю жизнь. Активно приобретенный искусственный им мунитет возникает в результате вакцинации живы ми ослабленными или убитыми вакцинами (микроб ными препаратами). Такой иммунитет возникает через 1—2 недели после вакцинации и поддержива ется относительно долго — годами и десятками лет.

. Пассивно приобретенный естественный иммуни тет -это иммунитет плода или новорожденного, ко торый получает антитела от матери через плацен ту или с грудным молоком. В связи с этим ново рожденные в течение определенного времени оста ются невосприимчивыми к некоторым инфекциям, например, к кори.

Пассивно приобретенный искусственный имму нитет создают путем введения в организм иммуно глобулинов, полученных от активно иммунизиро ванных людей или животных. Такой иммунитет ус танавливается быстро — через несколько часов после введения иммунной сыворотки или иммуно глобулина и сохраняется непродолжительное вре мя — в течение 3—4 недель, т. к. организм стре мится освободиться от чужеродной сыворотки.

Все виды иммунитета, связанные с образованием антител, носят название специфического, т. к. ан титела действуют только против определенного вида микроорганизмов или токсинов.

К неспецифическим защитным механизмам от носятся кожа и слизистые оболочки, которые прак БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ тически непроницаемы для микробов, лизоцим (бактерицидное вещество кожи и слизистых обо лочек), реакция воспаления, бактерицидные свой ства крови и тканевой жидкости, реакции фагоци тоза.

1.2. Основы ФИЗИОЛОГИИ ТРУДА Физиология труда — это наука, изучающая из менения функционального состояния организма че ловека под влиянием его трудовой деятельности и обосновывающая методы и средства организации трудового процесса, направленные на поддержание высокой работоспособности и сохранение здоровья работающих.

Основными задачами физиологии труда являются:

— изучение физиологических закономерностей трудовой деятельности;

— исследование физиологических параметров организма при различных видах работ;

— разработка практических рекомендаций и ме роприятий, направленных на оптимизацию трудо вого процесса, снижение утомляемости, сохранение здоровья и высокой работоспособности в течение продолжительного времени.

В процессе трудовой деятельности человеке приходится выполнять различные виды работ.

Исторически сложилось деление на физический и умственный труд, которое с физиологической точки зрения условно. Никакая мышечная дея тельность невозможна без участия центральной нервной системы, как регулирующей и коорди ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ нирующей все процессы в организме, в то же вре мя нет такой умственной работы, при которой отсутствует мышечная деятельность. Различие трудовых процессов проявляется лишь в преоб ладании деятельности мышечной системы или центральной нервной системы. В настоящее вре мя, в связи с механизацией и автоматизацией производственных процессов, физическое напря жение в трудовой деятельности играет все мень шую роль и значительно возрастает роль выс шей нервной деятельности.

В основе любого трудового действия лежит целе вая установка, на базе которой в центральной не рвной системе создастся определенная программа действий, реализующаяся в системно организован ном поведенческом акте. Такие запрограммирован ные действия носят название динамического сте реотипа. Сущность динамического стереотипа зак лючается в том, что в ЦНС формируются длительно текущие нервные процессы, соответствующие про странственным, временным и порядковым особен ностям воздействия на организм внешних и внут ренних раздражителей. При этом обеспечивается точность и своевременность реакции организма на привычные раздражители, что особенно важно в формировании различных трудовых навыков. На личие динамического стереотипа исключает излиш ние действия в процессе выполнения работы, «эко номит» энергию и отдаляет наступление утомления.

Кроме того динамический стереотип обеспечивает приспособление организма к меняющимся услови ям трудовой деятельности.

В процессе трудового действия в ЦНС поступает информация о ходе выполнения программы, на ос новании которой возможны текущие поправки к действиям. Точность программирования и успеш ность выполнения программы зависят от опыта и количества предшествующих повторений этого дей ствия, то есть автоматизма или навыков.

В ходе трудового процесса активизируются раз личные физиологические системы. Если преоб ладают физические усилия, то прежде всего ак тивизируется мышечная система и система так называемого вегетативного обеспечения мышеч ной деятельности (кровообращение, дыхание);

при интенсивной физической работе возрастает уровень обменных процессов, количество потреб ляемого в минуту кислорода, минутный объем и частота дыхания, число сердечных сокращений и т. д.

В процессе умственной деятельности активизи руются различные отделы коры головного мозга, в которых возрастает кроваток и потребление кисло рода;

при увеличении степени умственного или эмо ционального напряжения наблюдается учащение пульса, повышение артериального давления, возра стает интенсивность обменных процессов.

В физиологии труда важнейшими являются по нятия работоспособности и утомления.

Под работоспособностью понимают потенциаль ную возможность человека выполнять на протяже нии заданного времени и с достаточной эффектив ностью работу определенного объема и качества. Под влиянием множества факторов работоспособность ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ изменяется во времени и условно подразделяется на следующие фазы:

1 фаза — фаза врабатываемости, в этот период повышается активность центральной нервной сис темы, возрастает уровень обменных процессов, уси ливается деятельность сердечно-сосудистой системы, что приводит к нарастанию работоспособности;

2 фаза — фаза относительно устойчивой рабо тоспособности, в этот период отмечается оптималь ный уровень функционирования ЦНС, эффектив ность труда максимальная;

3 фаза — фаза снижения работоспособности, свя занная с развитием утомления.

Рис. 3. График динамики работоспособности во времени [9] Продолжительность каждой из этих фаз зависит как от индивидуальных особенностей ЦНС, так и от условий среды, в которых совершается работа, от вида и характера деятельности, от эмоциональ ного и физического состояния организма. Понима ние процессов изменения работоспособности позво БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯТЕЛЬНОСТИ ляет предупредить или отдалить наступление утом ления. Например, у студентов первых курсов выс ших учебных заведений в соответствии с биологи ческими ритмами «пик» работоспособности прихо дится на 11 часов утра;

фаза относительно устой чивой работоспособности наблюдается приблизи тельно до 16 часов, а затем начинается третья фаза — снижение работоспособности. В соответствии с этим, основной задачей является продление второй фазы, оно может быть достигнуто целым комплек сом мероприятий, среди которых наиболее эффек тивными являются смена видов деятельности, про изводственная гимнастика, перерывы в работе и так далее, то есть все мероприятия, направленные на предупреждение утомления.

Утомление — это снижение работоспособности, наступающее в процессе работы. Если в работе пре обладает умственное напряжение, утомление харак теризуется снижением внимания, продуктивности умственного труда, увеличением количества допус каемых ошибок, утомлением анализаторов. Если преобладают в работе физические усилия, утомле ние проявляется в снижении мышечной силы.

Существует ряд теорий утомления: теория ис тощения в мышцах энергетических запасов, тео рия «отравления» организма молочной кислотой и др. Однако, на основании работ И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, И.М. Сеченова, А.А. Ухтомского было доказано, что прекращение работы вследствие утомления зависит от состояния центральной не рвной системы. При длительном возбуждении оп ределенных участков нервной системы наступает пе ЧЕЛОВЕК И СРЕЛА ОБИТАНИЯ ревозбуждение и торможение условных рефлексов.

Торможение позволяет клеткам не реагировать на поступающие импульсы, вследствие чего прекраща ется активная деятельность;

торможение является мерой предупреждения функционального истоще ния клеток. Утомление может накапливаться изо дня в день и перерасти в переутомление.

Переутомление — это патологическое состояние, болезнь, которая не исчезает после обычного отды ха, требует специального лечения.

Важное место в вопросах физиологии труда за нимают понятия тяжести и напряженности тру да.

Понятие тяжесть чаще всего отцосят к работам, при выполнении которых преобладают мышечные усилия. Критериями тяжести труда при динамичес кой нагрузке являются: мощность внешней меха нической работы, максимальная величина подни маемых вручную грузов, величина ручного грузо оборота за смену, частота шагов в одну минуту, наклоны туловища свыше 50° в 1 мин. при работе стоя;

при статической нагрузке тяжесть труда оце нивают по величине статической нагрузки в кГ/с при удержании усилия одной рукой, двумя руками, с участием мышц корпуса и ног, времени пребыва ния в вынужденной позе.

Понятие напряженность труда чаще относят к работам с преобладанием нервно-эмоционального напряжения. Критериями напряженности труда яв ляются: напряжение внимания (число производ ственно-важных объектов наблюдения, длительность сосредоточенного наблюдения в процентах оТ об БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯТЕЛЬНОСТИ щего времени смены, плотность сигналов или сооб щений в среднем в 1 час), эмоциональное напряже ние, напряжение анализаторов, объем оперативной памяти, интеллектуальное напряжение, монотоН ность работы.

Существует способ оценки тяжести работы по по треблению кислорода и энерготратам (табл. 3).

Таблица потребление кисло- энерготраты, Характер работы рода, л/мин ккал/мин Легкая до 0,5 до 2, Средней тяжести от 0,5 до 1,0 2,5-5, Тяжелая 1,0 и выше выше Напряженность труда в каждом конкретном чае зависит как от тяжести (будь то умственный или физический труд), так и от индивидуальных особенностей работающего. Труд одинаковой тяже сти может вызвать у разных людей разную степень напряженности. Ряд исследователей полагают, что состояние утомления развивается через напряже ние, степень утомления может служить критерием рабочего напряжения.

При физической работе важное значение имеет правильная организация рабочих движений, чере дование статических и динамических усилий. Ста тические мышечные усилия характеризуются пре обладанием напряжения над расслаблением. При этом работа мышц осуществляется в анаэробных, то есть в бескислородных условиях. Клетки и тка ни мышц получают энергию в результате диссими ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ ляции, расщепления сложных органических веществ до углекислого газа и воды. Примером может слу жит гликолиз — расщепление глюкозы, которое протекает в 2 основных этапа — бескислородный и кислородный.

На бескислородном этапе молекула глюкозы рас щепляется до молочной кислоты, причем выделя ется небольшое количество энергии и образуется всего 2 молекулы АТФ. АТФ — основное энергети ческое вещество клетки, единица измерения энер гии в клетке, все процессы превращения энергии сопровождаются синтезом или распадом АТФ. При статистических усилиях, когда мышцы сжаты, кро веносные сосуды сдавлены, в клетки не поступает кислород, гликолиз останавливается на бескисло родном этапе, энергия не образуется, в клетках на капливается молочная кислота (С3НбО3), появляет ся чувство утомления, боль в мышцах. При чере довании напряжения мышц и расслабления глико лиз идет в два этапа, молочная кислота расщепля ется до углекислого газа и воды и при этом клетка получает почти в 20 раз больше энергии — 38 мо лекул АТФ.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Таким образом, при правильном чередовании ста тических и динамических усилий можно добиться преобладания кислородного расщепления над бес кислородным, что способствует более длительному сохранению работоспособности. В этой связи исклю чительно важной является физиологическая раци онализация, основными направлениями которой являются: рациональная организация трудового процесса, создание условий для быстрого овладе ния трудовыми навыками, рациональная органи зация режимов труда и отдыха.

Решению этих задач служит эргономика — на учная дисциплина, изучающая трудовые процессы с целью оптимизации орудий и условий труда, по вышения эффективности трудовой деятельности и сохранения здоровья работающих.

Основным объектом эргономики является слож ная система «человек-машина», в которой ведущая роль принадлежит человеку. Эргономика тесно свя зана с инженерной психологией, которая рассмат ривает требования, предъявляемые к психическим особенностям человека, проявляемым при его вза имодействии с техническими средствами. Эргоно мика осуществляет системный подход к трудовым процессам и оперирует эргономическими показате лями: гигиеническими, антропометрическими, фи зиологическими, психофизиологическими, эстети ческими (5).

Эргономическая биомеханика на основе антро пометрических признаков (размеры тела, конеч ностей, головы, кистей, стопы, угла вращения в суставах, досягаемости руки) дает рекомендации по ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ организации рабочего места, конструированию ин струмента и оснастки.

Требования технической эстетики реализуются с помощью дизайна (художественного конструирова ния оборудования), его цветового оформления, офор мления графических средств информации, конст руирования спецодежды и обуви. При этом созда ются условия для оптимальных зрительных нагру зок, гармонии в эмоциональном содержании трудо вых процессов, обеспечивается наименьшая трав моопасность и минимальные вредные психологичес кие воздействия трудового процесса.

Для современного этапа НТР характерна неза вершенность автоматизации и механизации труда, в связи с чем имеют место неблагоприятные усло вия труда и профессиональные заболевания. Напри мер, было установлено, что операторы клавишных ЭВМ работают в неудобной позе, которая характе ризуется сильным наклоном головы вперед (59° от вертикали) и положением рук на весу с отведением от корпуса под утлом 87°. Эта поза обусловливает многочисленные жалобы операторов на постоянные боли в области спины, шеи, плечевого пояса, пред плечья, кисти.

Мышечная усталость, например, у операторов дисплеев связана с наклоном головы и верхней час ти туловища вперед, что приводит за 60 минут к перенапряжению мышц шеи, межлопаточной об ласти, сгибателей предплечья. Неудобная поза при водит к возникновению дополнительных движений, перемене положения тела, что ускоряет наступле ние утомления и ведет к снижению качества труда.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Общие принципы гигиенического нормирования производственных факторов распространяются на всех работающих. Вместе с тем необходимо учиты вать биологические, анатомо-физиологические, био химические и другие особенности женского организ ма и организма подростков. Например, женщины в сравнении с мужчинами в среднем имеют меньший рост (на 10—15 см), массу тела (на 10—12 кг), мень шие размеры и массу сердца (на 25—30%), ударный объем сердца и минутный объем крови (на 20—30%), меньшую жизненную емкость легких, массу мышеч ной ткани, ее сократительную способность и способ ность к тренировке. Работа, которую могут выпол нять женщины, составляет в среднем 60—70% от той, которую может выполнять средний мужчина.

Выраженные половые различия в напряжении фи зиологических функций, меньшая работоспособность и производительность труда, развитие в более ран ние сроки некомпенсированного утомления, значи тельная частота нарушений в осуществлении специ фических функций (вынашивание беременности, про текание родов) являются основанием для включения в классификацию тяжести и напряженности труда градаций по половому признаку. Установлены гра дации по воздействию микроклимата, химических веществ, воздействию шума и вибрации.

Важное значение для сохранения и стабилизации трудовых резервов общества имеет правильная орга низация труда подростков, у которых имеет место несовершенство процессов возбуждения и торможе ния в центральной нервной системе, незавершен ность анатомического и физиологического форми ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ рования двигательного аппарата, утомление насту пает быстрее. Особенно важен в этом случае про фессиональный отбор и профессиональная ориен тация. Профессиональный отбор по медицинским показателям должен основываться на точном вы яснении требований трудового процесса к степени функциональною напряжения различных физиоло гических систем. Лица с недостаточно развитыми, слабыми физиологическими системами не должны допускаться к работам, при которых требуется зна чительное напряжение именно этих физиологичес ких систем, при условии, что она не может быть ликвидирована в процессе к тому или иному виду деятельности. Это позволяет сохранить функциональные резервы здоровья у значительной группы работающих. Профессиональная ориента ция, учитывающая склонности и личностные осо бенности будущего работника и соответствие их ха рактеру трудовой деятельности, позволяет человеку иметь работу по душе, по способностям, и, следова тельно, такой труд будет для него менее утомитель ным. Важное значение имеют также режимы труда и отдыха, соответствующие возрасту, более частые перерывы в работе, включение в режим прогулок, элементов двигательной активности, смена деятель ности, положительные эмоции.

1.3. МИКРОКЛИМАТ И КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Говоря о биосфере в целом, необходимо отметить, что человек обитает в самом нижнем, прилегаю БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ щем к Земле слое атмосферы, который называется тропосферой.

Атмосфера является непосредственно окружаю щей человека средой и этим определяется ее перво степенное значение для осуществления процессов жизнедеятельности.

Тесно соприкасаясь с воздушной средой, организм человека подвергается воздействию ее физических и химических факторов: состава воздуха, темпера туры, влажности, скорости движения воздуха, ба рометрического давления и др. Особое внимание сле дует уделить параметрам микроклимата помеще ний — аудиторий, производственных и жилых зданий. Микроклимат, оказывая непосредственное воздействие на один из важнейших физиологичес ких процессов — терморегуляцию, имеет огромное значение для поддержания комфортного состояния организма.

Терморегуляция — это совокупность процессов, обеспечивающих равновесие между теплопродукци ей и теплоотдачей, благодаря которому температу ра тела человека остается постоянной.

Теплопродукция организма (производимое тепло) в состоянии покоя составляет для «стандартного че ловека» (масса 70 кг, рост 170 см, поверхность тела 1,8 м2) до 283 кДж в час. При легкой физической работе — более 283 кДж в час, при работе средней тяжести — до 1256 кДж в час и при тяжелой — 1256 и более кДж в час. Метаболическое, лишнее тепло должно удаляться из организма.

Нормальная жизнедеятельность осуществляется в том случае, если тепловое равновесие, т. е. соот ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ ветствие между теплопродукцией вместе с тепло той, получаемой из окружающей среды, и теплоот дачей достигается без напряжения процессов тер морегуляции. Отдача тепла организмом зависит от условий микроклимата, который определяется ком плексом факторов, влияющих на теплообмен: тем пературой, влажностью, скоростью движения воз духа и радиационной температурой окружающих человека предметов.

Чтобы понять влияние того или иного показателя микроклимата на теплообмен, нужно знать основ ные пути отдачи тепла организмом. При нормаль ных условиях организм человека теряет примерно 85% тепла через кожу и 15% тепла расходуется на нагревание пищи, вдыхаемого воздуха и испарение воды из легких. 85% тепла, отдаваемого через кожу, распределяется следующим образом: 45% прихо дится на излучение, 30% на проведение и 10% на испарение. Эти соотношения могут изменяться в зависимости от условий микроклимата.

Потеря тепла телом человека путем излучения может ориентировочно оцениваться по закону Сте фана-Больцмана и рассчитывается по формуле:

где Е — энергия электромагнитного излучения с единицы поверхности тела в единицу вре мени;

К — коэффициент;

— абсолютная температура кожи человека;

Т2 — абсолютная температура окружающих по верхностей.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Из уравнения следует, что при > радиацион ный баланс отрицательный, человек теряет тепла больше, чем получает;

при < — радиационный баланс положительный, человек получает тепла больше, чем отдает, при этом возможно перегрева ние организма. На потерю тепла излучением не вли яют температура воздуха, его подвижность, отно сительная влажность, а только температура окру жающих предметов. Электромагнитное излучение испускается любыми нагретыми телами и при тем пературе тела человека лежит в области инфракрас ных, тепловых волн.

Потеря тепла проведением осуществляется в ре зультате соприкосновения тела человека с окружа ющим воздухом (конвекция) или с окружающими предметами (кондукция). Основное количество теп ла теряется конвекцией. Эта потеря прямо пропор циональна разности между температурой тела и тем пературой окружающего воздуха — чем больше раз ница, тем больше теплоотдача. Если температура воздуха возрастает, потеря тепла конвекцией умень шается и при температуре 35—36° С прекращается.

Потеря тепла конвекцией увеличивается при уве личении скорости движения воздуха, которая не дол жна превышать 2—3 м/сек, так как это может при вести к переохлаждению организма. Ускоряет теп лоотдачу повышение влажности воздуха, влажный воздух более теплоемкий.

Потеря тепла испарением зависит от количе ства влаги (пота), испаряющейся с поверхности тела. При испарении 1г влаги организм теряет 2,43 кДж тепла, при нормальных условиях с по ЧЕЛОВЕК и СРЕДА ОБИТАНИЯ верхности кожи человека испаряется около 0,5 л влаги в сутки, с которыми отдается около 1200 кДж энергии.

С повышением температуры воздуха и окружаю щих поверхностей потеря тепла излучением и кон векцией уменьшается и резко увеличивается тепло отдача испарением. Если температура внешней сре ды выше, чем температура тела, то единственным путем теплоотдачи остается испарение. Количество пота может достигать 5—10 л в день. Этот вид теп лоотдачи очень эффективен, если есть условия для испарения пота: уменьшенная влажность и увели ченная скорость движения воздуха. Таким обра зом, при высокой температуре окружающей среды увеличение скорости движения воздуха является благоприятным фактором. При низких температу рах воздуха увеличение его подвижности усиливает теплоотдачу конвекцией, что неблагоприятно для организма, т. к. может привести к переохлажде нию, простуде и отморожениям. Большая влаж ность воздуха (свыше 70%) неблагоприятно влия ет на теплообмен как при высоких, так и при низ ких температурах. Если температура воздуха выше 30° (высокая), то большая влажность, затрудняя испарение пота, ведет к перегреванию. При низ кой температуре высокая влажность способствует сильному охлаждению, т. к. во влажном воздухе усиливается отдача тепла конвекцией. Оптималь ная влажность, таким образом, составляет 40—60%.

В соответствии с действующими в настоящее вре мя санитарными правилами и нормами (СанПин БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 2.2.4.548-96) установлены гигиенические требова ния к микроклимату производственных помещений учетом категории работ по уровню энерготрат (табл. 4, 5, Допустимые нормы параметров микроклимата в производственных помещениях для постоянных ра бочих мест представлены в таблице 6.

При комфортном микроклимате физиологичес кие процессы терморегуляции не напряжены, теп лоощущение хорошее, функциональное состояние нервной системы оптимальное, физическая и ум Таблица Характеристика отдельных категорий работ ЧЕЛОВЕК И CPEДА ОБИТАНИЯ Таблица Оптимальные величины параметров микроклимата в производственных помещениях Таблица ственная работоспособность высокая, организм ус тойчив к воздействию негативных факторов среды.

Дискомфортный микроклимат вызывает напря жение процессов терморегуляции, имеет место пло хое теплоощущение, ухудшается условно-рефлек БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ торная деятельность и функция анализаторов, по нижается работоспособность и качество труда, сни жается устойчивость организма к воздействию не благоприятных факторов.

Дискомфортный микроклимат может быть пере гревающим (гипертермия) и охлаждающим (гипотер мия). Последствия воздействия дискомфортного мик роклимата на организм представлены в таблице 7.

Микроклимат производственных помещений ха рактеризуется большим разнообразием сочетаний температуры, влажности, скорости движения воз духа, интенсивности и состава лучистого тепла, от личается динамичностью и зависит от колебания внешних метеоусловий, времени дня и года, хода и характера производственного процесса, условий воз духообмена с атмосферой. Если говорить о харак тере производственного процесса, то существуют, например, производства со значительным избытком тепла, они относятся к категории горячих цехов. К ним относятся производства с избытком явного теп ла 23 Дж/м3 • с, с повышением температуры до 35— 40° С, интенсивностью радиационного тепла до 0,7 Дж на 1 см2/с.

В зависимости от производственных условий в помещениях преобладают либо отдельные элемен ты микроклимата, либо их комплекс. Тепловыде ление в пределах 11,6—17,4 Дж/м3 • с обычно равно теплопотерям через ограждения здания и не приво дит к накоплению тепла и повышению температу ры воздуха в помещениях.

Высокая влажность (выше 70%) встречается в производствах с большими поверхностями испаре ЧЕЛОВЕК И СРЕАА ОБИТАНИЯ Таблица ния: шахты, красильные, кожевенные, сахарные заводы, водо- и грязелечебницы.

Повышенное движение воздуха возникает там, где есть поверхности с разными температурами и, ког да эта разница достаточно велика, возникают кон векционные токи воздуха, вплоть до образования БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ При дискомфортном микроклимате наблюдает ся напряжение процессов терморегуляции. Верхняя граница терморегуляции человека в состоянии по коя составляет: температура воздуха 30—51° С при относительной влажности 85% или температура воз духа 40° С при относительной влажности 50%. Цри выполнении физической работы границы терморе гуляции снижаются. Например, при тяжелой мы шечной нагрузке температура воздуха составляет 5—10° С при относительной влажности воздуха 40— 60%.

При изменениях микроклимата, выходящих за границы приспособительных физиологических ко лебаний, дискомфорт проявляется в виде измене ния самочувствия. Появляется апатия, шум в ушах, мерцание перед глазами, тошнота, помрачение со знания, повышение температуры тела, судороги и другие симптомы.

В целях защиты работающих от возможного пе регревания или охлаждения, при температуре воз духа выше или ниже допустимых величин установ лено время пребывания (в часах) на рабочих мес тах (непрерывно или суммарно за рабочую смену).

В практике санитарно-гигиенического контроля для оценки сочетанного воздействия параметров микроклимата и разработки мероприятий по защите работающих от возможного перегревания исполь зуется интегральный показатель тепловой нагруз ки среды.

Индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс) является эмпирическим показателем, характеризу ющим сочетание действия на организм человека ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ параметров микроклимата (температуры, влажно сти, скорости движения воздуха) и теплового облу чения.

ТНС-индекс рекомендуется использовать для ин тегральной оценки тепловой нагрузки на рабочих местах, на которых скорость движения воздуха не превышает 0,6 м/с, а интенсивность теплового об лучения — 1200 вт/м2.

Таблица Рекомендуемые величины ТНС-индекса для профилактики перегревания Рекомендуемые нормами параметры микроклима та должны обеспечить в процессе терморегуляции такое соотношение физиологических и физико-хими ческих процессов, при котором поддерживалось бы устойчивое тепловое состояние в течение длительно го времени, без снижения работоспособности челове ка. В цехах с климатическим комплексом преиму щественно нагревающего типа решающее значение в борьбе с нагреванием приобретает изменение са мого технологического процесса, замена источни ков избыточного выделения тепла различными спо собами, которые требуют в каждом конкретном слу чае специального рассмотрения. Немаловажным в 3. Зак. 484. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ обеспечении комфортных параметров микроклимата являются рациональное отопление, правильное ус тройство вентиляции, кондиционирование воздуха, теплоизоляция источников тепла.

Системы обеспечения параметров микроклимата Вентиляция — организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из поме щения отработанного воздуха и подачу на его мес то свежего.

Естественная неорганизованная вентиляция осу ществляется за счет разности давления снаружи и внутри помещения. Для жилых помещений смена воздуха (инфильтрация) может достигать 0,5—0, объема в час, для промышленных 1,0—1,5 объема в час.

Естественная организованная, канальная венти ляция проектируется в жилых и общественных зда ниях. При обтекании ветром выхода вытяжной шах ты, имеющей иногда насадку-дефлектор, создается разряжение, зависящее от скорости ветра и возни кает поток воздуха в вентиляционной системе.

Аэрация — организованная естественная венти ляция помещений через фрамуги, форточки, окна.

Механическая вентиляция — это такая венти ляция, при которой воздух подается (приточная) или удаляется (вытяжная) с помощью специаль ных устройств — компрессоров, насосов и др. Раз личают вентиляцию общеобменную (для всего по мещения) и местную (для определенных рабочих ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ мест). При механической вентиляции воздух может предварительно проходить через систему фильтров, очищаться, а в удаляемом воздухе могут улавли ваться вредные примеси. Недостатком механичес кой вентиляции является создаваемый ею шум.

Наиболее совершенный вид промышленной венти ляции — кондиционирование воздуха.

Кондиционирование — искусственная автома тическая обработка воздуха с целью поддержания оптимальных микроклиматических условий неза висимо от характера технологического процесса и условий внешней среды. В ряде случаев при кон диционировании воздух проходит дополнительную специальную обработку — обеспыливание, увлаж нение, озонирование и др. Кондиционирование воз духа обеспечивает как безопасность ности, так и параметры технологических процес сов, где не допускаются колебания температуры и влажности среды.

Значительно уменьшает воздействие тепла на организм применение экранирования. Экраны мо гут быть теплоотражающие (алюминиевая фольга, алюминиевая краска, листовой алюминий, белая жесть), теплопоглощающие (бесцветные и окрашен ные стекла, остекление с воздушной или водяной прослойкой), теплопроводящие (полые стальные плиты с водой или воздухом, металлические сет ки). Широко применяются индивидуальные средства защиты: спецодежда из хлопка, льна, шерсти воз духо- или влагонепроницаемая, каски, войлочные шлемы, очки, маски с экраном и т. д.

3* БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Атмосферное давление и его влияние на организм Атмосферное (барометрическое ) давление созда ется атмосферой под влиянием гравитации на по верхность Земли. Изменение давления происходит в результате неравномерного нагревания воздуш ных масс, расположенных над сушей и водой в раз личных географических широтах. Как правило, незначительные изменения барометрического дав ления в пределах 10-30 мм рт. ст. на здоровых и метеоустойчивых индивидуумов не оказывают вли яния. Однако более значительные изменения атмос ферного давления в сторону повышения или пони жения могут оказывать существенное влияние на функциональное состояние и здоровье человека.

Оптимальная диффузия кислорода в кровь из газо вой смеси в легких осуществляется при атмосфер ном давлении 760 мм рт. ст.

Воздействие повышенного атмосферного давления связано с механическим (компрессионным) и физи ко-химическим (проникающим) действием газовой среды.

При очень высоком барометрическом давлении отмечается : общее повышенное равномерное меха ническое давление на органы и ткани;

возможно развитие механонаркоза;

местное неравномерное давление на ткани, ограничивающие воздухосодёр жащие полости (напр., придаточные полости носа, среднее ухо), что может привести к повреждению баротравме;

увеличение плотности газовой смеси и нарушение внешнего дыхания.

ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ Проникающий эффект при повышенном баромет рическом давлении проявляется в токсическом дей ствии кислорода и индифферентных газов, которые проникают в кровь в повышенных количествах и вызывают наркотическую реакцию. При возраста нии парциального давления кислорода в легких бо лее чем на 0,8-1 атм проявляется его токсическое действие — поражение легочной ткани, судороги, коллапс. Известные нарушения в состоянии здоро вья у лиц, работающих на достаточно большой глу бине, возникают при быстром подъеме на поверх ность. В результате возникают декомпрессионные расстройства или так называемая кессонная болезнь (заболевание, обнаруженное у кесонных работающих под водой в специальных приспособ лениях-кессонах и развивающееся при нарушении правил декомпрессии).

Пониженное атмосферное давление отмечается, как правило, при подъеме на высоту (условия вы сокогорья, летательные аппараты, барокамеры и др.). При этом отмечается разрежение атмосферы и уменьшение содержания кислорода в воздухе за счет снижения его парциального давления. В зави симости от индивидуальных особенностей организ ма, скорости и величины понижения давления и других факторов отмечается выраженность изме нений в функциональном состоянии -от адаптаци онно- приспособительных реакций до патологичес ких состояний (высотная или горная болезнь), вплоть до смертельного исхода.

В зависимости от реакции организма человека на недостаток кислорода при пониженном баромет БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ рическом давлении различают (по высоте): индиф ферентную зону — до 1500—2000 м над уровнем моря, когда у лиц длительно пребывающих на этой высоте не отмечается каких-либо заметных функ циональных изменений;

зона полной компенсации — от 2000 до 4000 м;

при этом работоспособность со храняется достаточно длительное время, но физи ческая работа выполняется с затруднением;

зона неполной компенсации — от 4000 до 5500 м, когда наблюдается снижение работоспособности и возмож но появление у людей эйфории и неадекватного по ведения;

критическая зона — от 5500 до 8000 м наблюдается ухудшение состояния, работоспособ ность резко снижена, возникает большая вероят ность проявления высотного обморока;

неперено симая зона свыше 8000 м — без принятия необхо димых мер -смертельный исход.

В процессе деятельности человек может подвер гаться острому воздействию пониженного баромет рического воздействия (напр., в условиях разгерме тизации кабины самолета на высоте 5000 м или при высокогорных восхождениях) и хроническому воздействию (длительное нахождение в горах). В результате хронического воздействия высокогорья ( до определенной зоны) в организме отмечаются адаптационные перестройки с формированием со стояния акклиматизации, что используется в прак тике профилактической работы среди лиц, подвер гающихся воздействию кислородной недостаточно сти.

Следует сказать и том, что пониженное давление (декомпрессия) на высотах (даже при при исключе ЧЕЛОВЕК И СРЕАА ОБИТАНИЯ нии недостатка в кислороде) вызывает само по себе нарушения в организме, которые объединены об щим названием декомпрессионных расстройств:

высотный метеоризм (расширение газов в желудоч но-кишечном тракте);

высотные боли (за счет пере хода газов, в первую очередь азота, содержащихся в растворенном состоянии в жидких и полужидких средах в газообразное состояние и образования пу зырьков) и высотная тканевая эмфизема ( «закипа ние» тканевой и межклеточной жидкости вследствие появление в них пузырей водяного пара). Пузырь ки газов вызывают эмболию кровеносных сосудов Указанные нарущения возникают у человека на высоте более 7000 м.

Декомпрессия может быть плавной и взрывной.

Проявления декомпрессионных нарушений можно избежать или уменьшить при соблюдении правил постепенного снижения давления, применение вы сотно-компенсирующих костюмов, кислородных масок, герметизации кабин летательных аппаратов, специальных тренировок и других мероприятий.

1.4. ОСВЕЩЕНИЕ. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОСВЕЩЕНИЯ Наибольшее количество информации об окружа ющем нас мире дает зрительный анализатор. В свя зи с этим рациональное естественное и искусствен ное освещение в жилых помещениях и обществен ных зданиях, на рабочих местах имеет важное значение для обеспечения нормальной жизнедея тельности и работоспособности человека.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Свет не только обеспечивает нормальную жиз недеятельность организма человека, но и опреде ляет жизненный тонус и ритм. Сила биологичес кого воздействия света на организм зависит от уча стка спектра длин волн, интенсивности и времени воздействия излучения. Та часть спектра электро магнитных излучений, которая находится в пре делах длин волн от 10 до 100000 нм, называется оптической областью спектра. Средняя часть оп тической области (400—760 нм) приходится на ви димое излучение, воспринимаемое глазом как свет.

Такие функции организма, как дыхание, кровооб ращение, работа эндокринной системы, ферментные системы отчетливо меняют интенсивность деятель ности под влиянием света. Длительное световое го лодание приводит к снижению иммунитета, функ циональным нарушениям в деятельности ЦНС. Свет является мощным эмоциональным фактором, воз действует на психику человека. Неблагоприятные условия освещения ведут к снижению работоспо собности и могут обусловить так называемую про фессиональную близорукость.

Основные характеристики для оценки освещения Световой поток — мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению. Единица из мерения — люмен (лм). 1 люмен равен количеству световой энергии в 1 Дж, проходящему через еди ницу площади 1 м2.

ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИГАНИЯ Сила света, пространственная плотность излуча емого потока, определяется отношением светового патока к величине телесного угла, в котором он оп ределен. Единицей измерения является кандела (кд).

Освещенность (Е) — определяется как световой поток, приходящийся на единицу площади освеща емой поверхности. Единица измерения — люкс (лк).

1 лк — освещенность поверхности в 1м2, на кото рую падает световой паток в 1 лм.

Яркость (В) — это уровень светового ощущения, величина, которую непосредственно воспринимает наш глаз. Измеряется в кд/м2 или в нитах (нт). нит равняется силе света в 1 канделу с площади в м2 в направлении, перпендикулярном площадке.

Так, яркость горящей свечи и голубого неба равна приблизительно 1 кд/м2. Яркость солнца в полдень 150000 кд/м2. При яркости больше 0,75 кд/м2 про исходит сужение зрачка.

Яркость освещаемого объекта связана с его осве щенностью как, где о — коэффициент отражения поверхности.

Например для стен а = 60%, для потолка о = 70%.

Основными физиологическими функциями глаза являются контрастная чувствительность, зритель ная адаптация, острога зрения, скорость различе ния и устойчивость ясного видения.

Контрастная чувствительность показывает во сколько раз яркость фона выше пороговой разно сти яркости объекта и фона К= Вфон /В,. Поро пор говая разность яркости В — это наименьшее пор БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯТЕЛЬНОСГИ заметное глазу отличие яркости объекта В и фона о Вфон* Острота зрения — способность зрительного ана лизатора различать мелкие детали предметов. Нор мальной разрешающей способностью или остротой зрения человека считается такая, при которой он может различать объект с угловыми размерами 1 мин (это соответствует условиям рассмотрения черного объекта размером 1,45 мм на белом фоне с расстояния 5 м при освещенности не менее 80 лк).

При меньшем угле зрения две точки объекта изоб ражаются на одном чувствительном элементе, сет чатки (колбочке) глаза и не различаются, потому угол зрения в 1 минуту называется физиологичес ким предельным углом.

Максимальная острота зрения наблюдается при яркости 500 кд/м2 и более. Понижение яркости ве дет к снижению зрительной работоспособности. Оп тимальной яркостью является яркость в диапазоне от 50 до 1500 кд/м2.

Приближая рассматриваемый предмет к глазу, мы увеличиваем угол зрения, а с ним и размеры изображения на сетчатке. Это позволяет рассмот реть более мелкие детали. Однако при максималь но возможном приближении усиливается напряже ние мышцы, изменяющей форму хрусталика. Ра бота глаза становится утомительной. Напряжение мышцы при постоянной работе с мелкими объек тами (мелким шрифтом, микросхемами и тому по добное) вызывает спазм аккомодации и ложную близорукость. После прекращения работы восста навливается способность хрусталика изменять свою кривизну.

ЧЕЛОВЕК И CРЕДA ОБИТАНИЯ Постоянная работа при низком освещении ведет к развитию близорукости (миопии), уменьшению остроты зрения.

Четкое изображение рассматриваемого предмета наблюдается в том случае, если лучи света от пред мета после их преломления в средах глаза собира ются в фокус глаза на сетчатке. При близорукости фокус оказывается лежащим впереди сетчатки и на нее попадают расходящиеся лучи, при этом изобра жение получается расплывчатым.

При дальнозоркости лучи предмета сходятся по зади сетчатки и на ней также получается нечеткое, расплывчатое изображение. Дальнозоркость возни кает практически у всех людей после 40—45 лет в связи с ослаблением мышечного аппарата глаза.

Глаз человека обладает способностью приспосаб ливаться к изменению освещенности в пределах от 10~6 лк в темноте, до 105 лк при солнечном свете.

Процесс приспособления к тому или иному уровню яркости называется адаптацией. При повышении яркости наблюдается световая, а при понижении яркости — темновая адаптация.

Скорость различения — способность глаза раз личать детали предметов за минимальное время на блюдения.

Устойчивость ясного видения — способность зри тельного анализатора отчетливо различать объект в течение заданного времени;

чем дольше длится ясное видение, тем выше производительность зри тельного анализатора.

Благоприятные условия работы зрительного ана лизатора обеспечиваются как уровнем освещения, БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСГИ так и качеством освещения. Качество освещения обеспечивается отсутствием блесткости, равномер ным распределением яркости на рабочей поверхно сти, отсутствием теней, стробоскопического эффек та (ощущение двоения предметов).

Наилучшие условия для работы зрительного анализатора дает естественное освещение, затем искусственное, приближающееся к спектру есте ственного света, и смешанное освещение. Подбо ром соответствующего искусственного источника освещения можно создать оптимальные условия работы.

Естественная освещенность зависит от многих факторов: географической широты местности, ори ентации здания и помещения, величины оконных проемов, окраски стен и т. д.

Проектируемая (прогнозируемая) освещенность помещения может быть оценена на основании оп ределения светотехнического показателя — КЕО (ко эффициента естественной освещенности) и геомет рического показателя СК (светового коэффициен та). Естественная освещенность в соответствии с нормативными требованиями зависит от точности выполняемой зрительной работы и от назначения помещения (табл. 9).

КЕО определяется как отношение абсолютной ос вещенности в люксах, измеренной на рабочем мес те (е) к наружной освещенности в горизонтальной плоскости, защищенной от прямых солнечных лу чей (Е), выраженное в процентах.

Согласно СНиП 23-05-95 территория страны ус ловно разделена на пять поясов светового климата ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ Таблица от первого на Крайнем Севере до пятого, в который входит район Северного Кавказа и черноморского побережья Кавказа.

Нормированные значения КЕО для зданий в 1, 2, 5, 4 и 5 поясах определяются по формуле:

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ где — нормированное значение КЕО для тре тьего пояса (центральные районы стра ны), представлено в таблице 9;

m — коэффициент светового климата;

с — коэффициент солнечного климата.

Для Ростовской области, находящейся в 4 поясе, m = 0,9, а значение с находится в пределах 0,6— 0,85 в зависимости от расположения световых про емов.

Более простым, но менее точным является гео метрический метод оценки естественного освеще ния, при котором определяется отношение остек ленной площади светопроемов к площади пола (СК). Так, световой коэффициент для учебных и административных помещений должен составлять 1:6-1:8.

Проектируемое искусственное освещение оцени вается по многим показателям, характеризующим тип и количество осветительных ламп, их разме щение и высоту подвеса, виды используемой арма туры. Чаще всего могут быть использованы следу ющие виды систем освещения: общая и комбини рованная, то есть местная в сочетании с общей.

При общей системе светильники располагают или в горизонтальной плоскости потолка или сосредо точивают локально. Условия освещенности зави сят от соотношения расстояния между светильни ками в горизонтальной плоскости и высотой их подвеса. На оптимум этого соотношения влияет тип светильников.

В качестве источников искусственного освеще ния используются лампы накаливания и люми несцентные. Лампы накаливания дают сплошной спектр излучения, близкий к естественному, одна ко они неэкономичны — на световое излучение идет всего 5—18% потребляемой энергии. Газоразряд ные, люминесцентные лампы более экономичны, но в большинстве случаев не обеспечивают пра вильную цветопередачу, особенно синтетических ма териалов. На практике используются следующие типы люминесцентных ламп: ЛД — лампы дневно го света, имеющие голубоватый оттенок свечения;

ПХБ — лампы холодно-белого цвета с желтоватым оттенком свечения;

ЛТБ -лампы белого цвета с ро зовым оттенком свечения.

При выборе ламп нужно учитывать что: 1) чем выше уровень освещенности, тем благоприятнее хо лодный свет ламп ЛД, при малых уровнях осве щенности используются пампы ЛТБ, 2) при одно временном использовании ламп накаливания и люминесцентных, лучше применять лампы ЛТБ;

3) цветность освещаемых поверхностей должна со гласовываться с цветностью применяемых ламп. На пример, голубоватое свечение ламп ЛД хорошо со четается с голубым и салатовым цветом парт, сто лов;

свет ламп ЛД и ЛТБ — со светло-коричневой окраской мебели.

При устройстве искусственного освещения необ ходимо исключить прямую и отраженную блест кость от источников света, что достигается соот ветствующей арматурой светильников. Наилучши ми считаются светильники рассеянного света.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Конструкция светильника, кроме того, должна на дежно защищать источник света от пыли, влаги, обеспечивать электробезопасность, взрыво-пожаро безопасность.

Оценку освещенности в помещениях и на ра бочих местах осуществляют прямым и косвен ным методами. Прямой метод заключается в оп ределении освещенности при помощи люксметра.

Люксметр представляет собой микроамперметр, подключенный к фотоэлементу (как правило, се леновому) и проградуированный в единицах осве щенности.

Косвенный метод оценки освещения заключает ся в определении КЕО, СК. Затем полученные по казатели сравнивают со стандартами.

7.5. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА Человек является частью природной системы — биосферы, с которой тесно связана его жизнедея тельность.

Биосфера — это часть оболочек земного шара, населенная живыми организмами. Представление о широком влиянии жизни на природные процессы было сформулировано В.В. Докучаевым, который показал зависимость процессов почвообразования не только от климата, но и от совокупного влияния растительных и животных организмов. В.И. Верч надский разработал учение о биосфере, как о гло бальной системе нашей планеты, в которой основ ной ход геохимических и энергетических процессов определяется живым веществом. Учитывая систем ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ ный уровень организации биосферы, а также то, что в основе ее функционирования лежат кругово роты веществ и энергии, современной наукой сфор мулированы биохимическая, термодинамическая, биогеоценотическая, кибернетическая концепции биосферы.

В.И. Вернадский определил биосферу, как тер модинамическую оболочку с температурой от - 50°С до — 50°С и давлением около 1 атм. Эти условия со ставляют границы жизни зля большинства орга низмов. Все живые организмы образуют биомассу планеты и составляют около 0,01% массы земной коры, но несмотря на незначительную общую био массу живых организмов, их деятельностью обус ловлен химический состав атмосферы, концентра ция солей в гидросфере, формирование почвенного слоя и горных пород в литосфере.

Главная функция биосферы заключается в обес печении круговорота химических элементов и осу ществляется при участии всех населяющих плане ту организмов. Химические вещества циркулиру ют между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Используя неорганические вещества, зеленые растения за счет энергии Солн ца создают органические вещества, которые други ми живыми существами (гетеротрофами и деструк торами) разрушаются с тем, чтобы продукты этого разрушения были использованы для новых органи ческих синтезов.

Границы биосферы определяются областью рас пространения организмов в атмосфере, гидросфе ре, литосфере.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Литосфера — земная кора, внешняя твердая обо лочка земного шара, образованная осадочными и базальтовыми породами. Основная масса организ мов, обитающих в литосфере, сосредоточена в по чвенном слое, глубина которого не превышает не скольких метров.

Гидросфера — водная оболочка Земли, состав ленная мировым океаном, который занимает при мерно 70,8% поверхности земного шара. В гидро сферу биосфера проникает практически на всю глу бину мирового океана.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли, со стоящая из смеси газов, в которой преобладают кислород и азот. Наибольшее значение для био логических процессов имеют кислород атмосфе ры, используемый для дыхания организмов и ми нерализации омертвевшего живого вещества, уг лекислый газ, используемый при фотосинтезе, а также озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. В ат мосфере различают: тропосферу — примыкающий к поверхности Земли нижний слой атмосферы вы сотой около 15 км, в который входят взвешенные в воздухе водяные пары;

стратосферу — слой над тропосферой, высотой около 100 км;

в стратосфе ре под действием жесткого УФ-излучения Солнца из молекулярного кислорода образуется атомарный кислород, который затем превращается в озон и образует озоновый слой, задерживающий косми ческие и УФ-лучи, губительно действующие на живые организмы.

В настоящее время все большую актуальност приобретают вопросы космической биологии — ком плекса наук, изучающих особенности жизнедеятель ности биологических объектов в условиях косми ческого пространства и при полетах в космических аппаратах (космическая физиология, экобиология).

Составной частью космической биологии является экзобиология, изучающая наличие, распростране ние, особенности и эволюцию живой материи во Вселенной. Исследования в этой области осуществ ляются в двух основных направлениях: моделиро вание условий космической среды или планет и ис следования, осуществляемые с помощью автомати ческих космических аппаратов. Установлено, что некоторые земные микроорганизмы могут сохра нять жизнедеятельность и развиваться в условиях космической среды. Однако исследования, проведен ные с помощью космических аппаратов, направлен ные на обнаружение внеземных форм жизни (на пример, на Венере, Марсе) пока еще не дали поло жительных результатов. Проблемы экзобиологии тесно связаны с проблемой химической и биологи ческой эволюции материи во Вселенной, с пробле мой происхождения жизни на Земле.

Важными практическими вопросами являются изучение влияния факторов космического простран ства на биологические процессы, протекающие в биосфере Земли. Таким образом, возникает необхо димость анализа и пересмотра общебиологического значения традиционных земных условий жизни в связи с возникновением представлений о космос фере, как еще одной области биосферы.

Живое вещество в биосфере осуществляет газо вую, концентрационную, окислительную и восста БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ новительную функции. Кислород и азот атмосфе ры, весь углекислый газ, по мнению Вернадского, имеют органогенное происхождение. Ежегодная про дукция живого вещества в биосфере составляет при мерно 200 млрд. тонн сухого органического веще ства;

за это же время в процессе фотосинтеза на планете образуется 46 млрд. тонн органического уг лерода, 123 млрд. тонн кислорода. «Вихрь жизни» как говорил Вернадский, захватывает освобожден ные при гниении микроорганизмами элементы, по ступающие в литосферу, гидросферу и атмосферу и снова включает их в круговорот веществ.

Особое место в биосфере занимает человек, ра зумная деятельность которого в масштабах биосфе ры способствует превращению последней в ноосфе ру. На этом этапе эволюция биосферы происходит под определяющим воздействием человеческого со знания в процессе производственной деятельности людей. Ноосфера — это не что-то внешнее по отно шению к биосфере, а новый этап в ее развитии, зак лючающийся в разумном регулировании отноше ний человека и природы. Важная роль в этом регу лировании отводится экологии.

Основные понятия и задачи экологии Экология — это наука, изучающая закономер ности взаимодействия организмов и среды их оби тания, законы развития и существования биогеоце нозов, как комплексов взаимодействующих живых и неживых компонентов в различных участках био сферы.

Экологические закономерности проявляются на уровне особи, популяции особей, биоценоза, биогео ценоза. Предметом экологии, таким образом, явля ются физиология и поведение отдельных организмов в естественных условиях обитания (аутоэкология), рождаемость, смертность, миграции, внутривидо вые отношения, межвидовые отношения, потоки энергии и круговороты веществ (синэкология).

Одним из важнейших понятий экологии являет ся среда обитания. Среда — это совокупность фак торов и элементов, воздействующих на организм в месте его обитания.

Экологический фактор — это элемент среды, оказывающий прямое влияние на живой организм, хотя бы на одной из стадий индивидуального раз вития. Все экологические факторы условно делят ся на биотические, абиотические и антропогенные.

Биотические факторы — это все возможные влия ния, которые испытывает живой организм со сто роны окружающих его живых существ. Абиоти ческие — это все влияющие на организм элементы неживой природы (температура, свет, влажность, состав воздуха, воды, почвы и т. д.). Антропоген ные — это факторы, связанные с воздействием че ловека на природную среду.

Согласно другой классификации различают пер вичные и вторичные периодические и непериоди ческие факторы. К первичным относят температу ру, изменения положения Земли по отношению к Солнцу, благодаря которым в эволюции возникла суточная, сезонная, годичная периодичность мно гих биологических процессов. Вторичные периоди БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯТЕЛЬНОСТИ ческие факторы являются производными первич ных, например, уровень влажности зависит от тем пературы, поэтому в холодных областях планеты воздух содержит меньше водяных паров;

неперио дические факторы действуют на организм или по пуляцию внезапно, эпизодически. К ним относят стихийные силы природы — извержение вулканов, ураган, удар молнии, наводнение и др.

Любая особь, популяция, сообщество испытыва ют на себе действие многих факторов, но лишь не которые из них являются жизненно важными. Та кие факторы называются лимитирующими или ог раничивающими. Отсутствие этих факторов или их концентрация выше или ниже критических уров ней делает невозможным освоение среды особями определенного вида. В соответствии с этим, для каждою биологического вида существует оптимум фактора (величина, наиболее благоприятная для развития и существования) и пределы выносливос ти. Виды, переживающие значительные отклонения факторов от оптимальной величины, называются широкоприспособленными или эвритопными. Виды, способные пережить лишь незначительные откло нения экологических факторов от оптимальной ве личины, называются узкоприспособленными или стенотопными. Способность видов осваивать разные среды обитания характеризуется величиной эколо гической валентности. Для большинства видов экологический оптимум ограничен. Сохранение дол жного уровня биологической активности, несмотря на колебания интенсивности экологических факто ров, обеспечивается гомеостатическими механизма ми на уровне особи или популяции.

ЧЕЛОВЕК и СРЕДА ОБИТАНИЯ Как уже указывалось, экологические закономер ности просматриваются на уровне особи, популя ции особей, биоценоза (сообщества), биогеоценоза.

Биогеоценоз — это исторически сложившееся динамическое, устойчивое сообщество растений, жи вотных, микроорганизмов, находящееся в постоян ном взаимодействии и непосредственном контакте с компонентами атмосферы, гидросферы и литос феры. Биогеоценоз состоит из биотической (биоце ноз) части и абиотической (экотоп), которые связа ны непрерывным обменом веществ и представляют собой открытую систему (рис. 4).

Основной функцией биогеоценоза является обес печение круговорота веществ и потоков энергии.

Биотическая часть биогеоценоза представлена биоценозом. Любой биоценоз представляет собой самоподдерживающуюся, саморегулирующуюся со вокупность живых организмов, состоящую из оп ределенного комплекса видов, в которой осуществ ляется круговорот веществ и энергии. Организмы в биоценозе образуют сообщества, которые отлича ются тесной зависимостью друг от друга, чаще все го на основе пищевых связей, как средства получе ния энергии для жизни.

В основе пищевых (трофических) связей лежит наличие двух основных типов питания. Аутотро фы извлекают необходимые для жизни химичес кие вещества из окружающей среды и при помощи солнечной энергии превращают их в органическое вещество. Гетеротрофы разлагают органическое ве щество до углекислого газа, воды, минеральных солей и возвращают их в окружающую среду. Этим БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Солнечная энергия, ми неральные в ва почвы, газы атмос феры, вода Рис. 4. Схема круговорота энергии и веществ в биогеоценозе [7] обеспечивается круговорот веществ, который воз ник в процессе эволюции как необходимое условие существования жизни. При этом световая энергия Солнца трансформируется организмами в другие формы энергии — химическую, механическую, теп ловую. Определенная часть энергии Солнца рассеи вается в виде тепла. Деятельность и взаимоотноше ния всех живых существ в природе основываются на односторонне направленном потоке энергии и кру говороте веществ.

Сообщество живых существ (биоценоз) вместе с его физической средой обитания, состоящей из на бора неорганических веществ (биотоп) составляют ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ экосистему. Биогеоценоз является элементарной природной экосистемой. Совокупность всех экосис тем Земли называется биосферой.

В структуре любого биогеоценоза различают сле дующие обязательные компоненты: 1) абиотичес кие вещества среды;

2) аутотрофные организмы — продуценты биотических органических веществ;

3) гетеротрофные организмы — консументы (по требители) готовых органических веществ перво го и следующих порядков (растительноядные и пло тоядные животные);

4) детритоядные организмы — деструкторы, разрушающие органическое веще ство до простых минеральных соединений (микро организмы).

Важная роль в экономике биогеоценоза принад лежит цепям питания, которые составляют тро фическую структуру и по которым осуществляет ся перенос энергии и круговорот веществ. Первич ным источником энергии в цепи питания является солнечное излучение, энергия которого составляет 4,6 • 1026Дж/с. Поверхности Земли достигает 1/2000000 часть этого количества энергии, из ко торых около 1—2% ассимилируется растениями.

30—70% поглощенной энергии используется расте ния для обеспечения собственной жизнедеятельнос ти и синтеза органических веществ. Энергия, на копленная в растительной биомассе, составляет чи стую первичную продукцию биогеоценоза. Фито биомасса используется в качестве источника энер гии и материала для создания биомассы потребите лей первого порядка и далее по пищевой цепи. Обыч но продуктивность последующего трофического БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ уровня составляет не более 5—20% предыдущего. В целом, если суммарная биомасса всех организмов, обитающих на суше составляет примерно 3 • 1012 т, то на зообиомассу приходится лишь 1—3% этого количества, а масса живого вещества, приходяще гося на людей, составляет около 0,0002% от сум марной массы живого вещества планеты. Это свя зано с тем, что объем энергии, необходимый для обеспечения жизнедеятельности увеличивается с по вышением уровня морфофункциональной органи зации. Прогрессивное снижение ассимилированной энергии в цепях питания отражается в структуре экологических пирамид (рис. 5).

Так как даже в наиболее продуктивных сообще ствах в реакциях фотосинтеза используется всего 1—2% солнечной энергии, то они не дают достаточ но продукции, чтобы прокормить растущее челове чество. Обратные соотношения — относительно ма Рис. 5. Экологическая пирамида. Расчеты выполнены исходя из допущения, что человек потребляет в пищу только телятину, а телята — только люцерну [7] лая биомасса и высокая первичная продуктивность — свойственны агробиоценозам, которые являют ся экономически выгодными. Однако без постоян ного ухода и зашиты со стороны человека они быс тро сменяются малопродуктивными природными биогеоценозами.

Первичной ареной развития живого вещества на Земле была протобиосфера, охватывающая повер хностные слои гидросферы, часть литосферы. В ходе эволюции поверхность Земли приобрела главные черты своего современного биогеохимическою об лика, древняя протобиосфера постепенно сменилась современной биосферой.

Адаптивные типы человека Одним из важнейших результатов действия при родных факторов на человека как биологический вид на всем протяжении истории человечества, т. е его эволюции, является экологическая дифферен циация населения земного шара, подразделение его на адаптивные типы.

Адаптивный тип представляет собой норму био логической реакции на преобладающие условия оби тания, обусловливающую наилучшую приспособлен ность к окружающей среде. Различают: адаптивный тип умеренного пояса, арктический адаптивный тип, тропический адаптивный тип, горный адаптивный тип.

Большая часть населения умеренного пояса про живает в промышленно развитых странах с боль шой долей городского населения, выявление биоло гических механизмов адаптации у них затруднено.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Арктическому типу свойственно сильное разви тие костно-мышечного аппарата, большие разме ры грудной клетки, высокий уровень гемоглобина, большое пространство, занимаемое костным моз гом, повышенная способность окислять жиры, ус тойчивые процессы обмена в условиях переохлаж дения. Имеют особенности процессы терморегуля ции. У местных жителей сильно падает температура тела, но обмен веществ почти не меняется, а у при шлого населения температура кожи не падает, но появляется сильная дрожь, т. к. усиливается обмен веществ и увеличивается потеря тепла через кожу.

Тропический регион отличается экстремальны ми количествами тепла и влаги, поэтому тропичес кий адаптивный тип формировался под влиянием жаркого климата, рациона с низким содержанием животного белка, большого разнообразия экологи ческих условий от района к району. Здесь наблюда ется наибольшее разнообразие групп населения в расовом, этническом и экономическом отношени ях. Именно здесь живут самые низкорослые и са мые высокорослые племена. К характерным при знакам тропического типа относятся удлиненная форма тела, сниженная мышечная масса, умень шенный объем грудной клетки, большое количество потовых желез, низкий обмен веществ и т. д.

В высокогорье низкое атмосферное давление, хо лод, однообразие пиши. У горного адаптивного типа повышен основной обмен, увеличено количество эритроцитов, количество гемоглобина, расширена грудная клетка.

В любом случае, в различных зонах земного шара формировались человеческие популяции, генофонды ЧЕЛОВЕК И СРЕЛА ОБИТАНИЯ которых соответствуют местным условиям лучше, чем генофонд вида в целом. Наличие различных адап тивных типов свидетельствует о значительной эко логической изменчивости человека, которая послу жила причиной всесветного распространения людей.

Индивидуальные и групповые адаптации челове ка, в отличие от биологических адаптаций расте ний и животных, обеспечивают наряду с выжива нием и воспроизведением потомства, выполнение со циальных функций, важнейшей из которых явля ется производительный труд. Мероприятия, направ ленные на оптимизацию условий жизни и трудовой деятельности, включают создание благоприятных и безопасных условий труда, создание и благоуст ройство жилищ, создание одежды, организацию пи тания и водоснабжения, рациональный режим тру да и отдыха и т. д. Однако не следует забывать, что в основе всех форм адаптации лежат биологичес кие механизмы, это необходимо учитывать при миг рации людей в другие климатические зоны. Проис ходит так называемая акклиматизация людей к новым условиям обитания. Критерием акклимати зации для животных и растений является выжива ние, для людей — восстановление высокого уровня работоспособности. При акклиматизации происхо дят довольно сложные физиологические процессы — перестройка обмена веществ, процессов термо регуляции, дыхания, кровообращения и др. Напри мер, у акклиматизированных в Заполярье людей на холоде тепловой поток с рук возрастает на 40%, тогда как с груди — на 19%, в связи с чем, благо даря высокой температуре, сохраняется должный уровень работоспособности рук.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ На человеческие популяции все в большей мере воздействуют социальные факторы. Результатом их действия является закономерная смена, — в исто рическом развитии общества, — хозяйственно-куль турных типов сообществ людей, которые образуют ся в сходных природно-ресурсных условиях.

В настоящее время в промышленно развитых странах в связи с НТР сложились хозяйственно культурные типы с высокоразвитым товарным зем леделием и животноводством.

Лишь в ограниченном числе регионов еще сохра няется, например, «присваивающий» тип с преоб ладанием экономической роли охоты, рыболовства, собирательства (пигмеи-охотники на территории Заира, племена аэта, кубу в лесах Юго-Восточной Азии, индейцы в бассейне Амазонки) [7].

Антропоэкологические системы и здоровье Суть теории единства организма человека и ок ружающей среды отражена в известном высказы вании И.М Сеченова о том, что «организм человека без внешней среды, поддерживающей его существо вание, немыслим». В этом плане задача экологии состоит в разработке мер по охране окружающей среды от разрушения и загрязнения. Загрязнени ями условно принято считать те примеси к объек там окружающей среды (атмосфере, гидросфере, ли тосфере и биосфере в целом), которые обусловлены деятельностью человека.

В настоящее время развитие явлений «экологи ческого кризиса биосферы», как всеобщего ухудше ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ ния среды обитания человечества, ставящего под угрозу возможность сохранения нормальной жиз ни на Земле, заставило обратиться всерьез к эколо гии, экологическому образованию.

Экология, как наука, ранее занимавшаяся изу чением видов, популяций и элементарных сооб ществ, перенесла центр внимания на всю совокуп ность живых организмов Земли и среду их обита ния — биосферу. Совершенно ясно, что и человек, как всякое живое существо, является предметом экологии. Закономерности возникновения, суще ствования и развития антропоэкологических систем изучает экология человека.

Антропоэкологические системы представляют со бой сообщества людей, находящихся в динамичес кой взаимосвязи со средой и использующие эти свя зи для удовлетворения своих потребностей. Антро поэкологические системы различаются в зависи мости от численности и характера организации че ловеческих популяций. Большое значение в опре делении размера антропоэкологической системы имеют природные условия. Наиболее многочислен ные современные человеческие популяции, около 80%, обитают на 44% суши в области тропических лесов, саванн, а также в зоне умеренного пояса с кустарниковой растительностью и смешанными ле сами. На засушливых землях, в пустынях на 18% суши размещено 4% населения.

В разных условиях существования человек зани мает различные экологические ниши. Экологичес кая ниша — совокупность всех факторов и ресурсов среды, в пределах которой может существовать вид БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ в природе. Антропоэкологические системы отлича ются от природных экосистем наличием в их соста ве человеческих сообществ, которым принадлежит доминирующая роль в развитии всей системы. Че ловек в среде обитания является объектом действия экологических факторов и сам является важным экологическим фактором. Отличительная черта че ловека, как экологического фактора, заключается в осознанности, целенаправленности и массированно сти воздействия на природу. Энергообеспеченность, техническая вооруженность людей создает предпо сылки для заселения любых экологических ниш.

Человечество — единственный вид, имеющий все светное распространение, что превращает его в эко логический фактор с глобальным влиянием.

Благодаря воздействию на главные компоненты биосферы, влияние человечества достигает самых отдаленных зон планеты. Например, ДДТ был об наружен в печени тюленей и дельфинов, отловлен ных в Антарктиде, где ни один инсектицид никог да не применялся. Это, связано со способностью живых организмов к биоаккумуляции, то есть накоплению в тканях веществ, поступающих в ок ружающую среду. Различные организмы имеют оп ределенный коэффициент биоаккумуляции. Коэф фициент биоаккумуляции — это отношение концен трации вещества в организме к концентрации его в окружающей среде. Коэффициент биоаккумуляции составляет в среднем: для растений — 0,1;

для на секомых — 0,3;

для червей — 70;

грызунов — до 100;

креветок — 1000;

устриц — 10000;

рыб — 100000, Так, например, в озерах США установлено наличие ДДТ в зоопланктоне в количестве 5 мг/кг, в мелких рыбах — до 10 мг/кг, в крупных рыбах — до 200 мг/кг. В организме птиц, питающихся рыбой, количество ДДТ составило 2500 мг/кг, что приводило к гибели птиц.

Понятие «охрана природы» регламентировано ГОСТом 170.01-76 и представляет собой систему мер, «направленных на поддержание рационально го взаимодействия между деятельностью человека и окружающей природной средой, обеспечивающих сохранение и восстановление природных богатств, предупреждающих прямое и косвенное влияние ре зультатов деятельности человека и общества на при роду и здоровье». Известно, что здоровье человека всего на 10—14% зависит от качества здравоохране ния и на 17—20% определяется качеством окружа ющей среды, природно-климатическими условиями.

С философской и экономической точек зрения, главной причиной ухудшения экологической инфра структуры среды обитания человека следует считать процессы резкого расхождения интересов технокра тических и «интересов» развития природы как пер воосновы родовой сущности человека разумного.

Кризис нравственности и культуры берет начало не в экономическом кризисе, а, прежде всего, в извра щении экологической инфраструктуры общества [7].

В нынешних условиях развития общества на пер вое место выдвигаются не количественные показа тели потребления экономических благ на душу на селения, а качественные, и среди них важнейшее значение имеет показатель экологического благосо стояния общества.

А. 484 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Среда обитания человека представляет собой слож ное переплетение взаимодействующих естественных и антропогенных факторов. В этих условиях необ ходим единый интегральный критерий качества среды, с точки зрения ее пригодности для обитания человека. Согласно Уставу ВОЗ, с 1968 года таким критерием служит состояние здоровья населения.

Здоровье человека (индивида) — процесс сохране ния и развития его психофизиологических функций, оптимальной работоспособности и социальной актив ности при максимальной продолжительности актив ной жизни. Здоровье популяции — процесс сохране ния и развития биологической и психосоциальной жизнеспособности населения, проживающего на оп ределенной территории, в ряду поколений.

Термин «здоровье» в данном случае использует ся в широком смысле, как показатель полного ду шевного и физического благополучия.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.