Классификация негативных факторов воздействующих на человека. Гбоу впо ивгма миздравсоцразвития россии. Причины электрических травм

3.2.1.Классификация негативных факторов

Научная классификация негативных факторов позволяет опреде­лить место и значимость каждого фактора при решении проблемы обеспечения безопасности жизнедеятельности людей. В государст­венных стандартах, других нормативных документах, а также в лите­ратурных источниках приведены многочисленные классификации негативных факторов .

Рассмотрим классификацию, приведенную в ГОСТ 12.0003-74. В ней систематизированы опасные и вредные производственные факто­ры по четырем признакам: по происхождению, характеру воздействия на людей, природную среду и хозяйственные объекты, по среде про­явления опасности степени воздействия на человека.

Негативные факторы по происхождению делятся на две группы:

1) естественные (действуют в природной среде);

2) антропогенные (действуют в бытовой, городской, транспортной и производ­ственной средах).

По характеру действия на человека негативные факторы подраз­деляются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофи­зические .

По сфере проявления опасности негативные факторы, действующие в системе “человек - среда обитания”, делятся на бытовые, производственные, дорожно-транспортные, спортивные, военные и т. д.

По степени воздействия на человека различают утомляющие и раздражающие, вызывающие заболевания, травмирующие и вызывающие смерть.

Рассмотрим подробнее классификацию негативных факторов по характеру воздействия на человека.

Физическими негативными факторами являются:

1) ударные, сейсмические, гидродинамические волны и осколочные поля;

2) тепловые и световые излучения высокой интенсивности;

3) повышенные ионизирующие излучения;

4) электрический ток, электрические и магнитные поля и электромагнитные излучения;

5) виброакустические факторы (шум, вибрация, инфразвуковые и колебания);

6) движущиеся машины, механизмы, части оборудования, заготовки, материалы и изделия; обрушивающиеся конструкции и горные породы;

7) запыленность и загазованность воздуха, повышенная или пониженная аэроионизация воздуха;

8) повышенная или пониженная температура и влажность почвы, воздуха, по­верхностей оборудования и материалов;

9) повышенное или пониженное барометрическое давление;

10) повышенное излучение оптического диапазона (лазерное, ультрафиоле­товое, видимое и инфракрасное);

11) недостаточная освещенность естественным или искусственным светом и повышенная яркость или контрастность, блескость света;

12) повышенная пульсация светового потока;

13) острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях инструмента, оборудования, заготовок;

14) высота, падающие предметы и т. д.

Химические негативные факторы - это действие вредных веществ на организм человека через его органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки. Вредным веществом принято называть вещест­во, которое при действии на организм человека может привести к смерти, травме, вызвать профессиональное заболевание или временное нарушение здоровья.

По характеру воздействия на человека вредные вещества подразделяются на следующие группы:

· общетоксические (вызывают отравления всего организма);

· раздражающие (действуют на органы дыхания и слизистые оболочки);

· сенсибилизирующие (вызывают аллергические реакции);

· канцерогенные (вызывают образование раковых клеток);

· мутагенные (изменяют наследственные признаки клеток организма человека);

Используется также и более подробная классификация вредных веществ, по которой они подразделяются следующим образом:

1) вещества нервно-паралитического действия (боевые отравляющие вещества типа «Зарин», «Зоман», «Ви-икс»);

2) вещества кожно-нарывного действия (боевые отравляющие вещества типа иприт и люизит);

3) вещества общеядовитого действия (промышленные вещества: окись углеро­да, синильная кислота, динитрофенол и др.);

4) удушающие вещества (хлор, сернистый ангидрид, сероводород, оксилы азо­та, фосген и др.);

5) нейтральные вещества (аммиак, гептил и др.);

6) метаболические вещества (диоксины, этиленоксид, метилбромид, метил-хлорид и другие вещества, нарушающие обмен веществ;

7) вещества нейротропного действия (сероуглерод, фосфорорганические соеди­нения и другие вещества, поражающие нервную систему человека).

В литературных источниках приводятся и другие классификации вредных веществ по характеру их воздействия на человеческий организм. Однако все они имеют существенный недостаток (в том числе и классификации, рассмотренные выше) - одни и те же вещества могут быть отнесены к разным группам, так как очень часто вредное вещество оказывает комбинированное действие на организм человека. Например, аммиак при небольших концентрациях в воздухе оказывает общетоксическое действие (нейтральное), а при больших концентрациях - удушающее и нейротропное действие. Диоксины при небольших концен­трациях вызывают нарушение обмена веществ, а в больших концентрациях - смертельное отравление организма человека.

Биологические негативные факторы подразделяются на две группы: патогенные микроорганизмы и токсины. Патогенные микроорганизмы - это возбу­дители инфекционных болезней чрезвычайно малого размера, не имеющие цве­та, запаха и вкуса. В зависимости от их размера, строения и биологических свойств они делятся на бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибки и простейшие. Токсины - это токсические продукты жизнедеятельности микробов, грибков и вирусов, которые вызывают отравления и различные заболевания людей и животных.

Психофизиологические негативные факторы делятся на физические и нервно-психические перегрузки человеческого организма. Физические перегрузки носят статический и динамический характер. Нервно-психические перегрузки подразделяются на четыре вида: умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов центральной нервной системы, монотонность труда и эмоциональные перегрузки.

3.2.2. Характеристика и уровни действия негативных факторов, действующих в системе “человек - среда обитания”

Квалифицированное решение проблемы обеспечения безопасности жизнедеятельности невозможно без четкого представления о физической сущности всех негативных факторов, о величине параметров, определяющих действие негативных факторов, и их опасных уровнях. В рамках данного лекционного курса нет возможности дать подробную характеристику всех негативных факторов, действующих на людей, хозяйственные и бытовые объекты, окружающую природную среду. Ниже приводится краткая характеристика и параметры, опреде­ляющие действие наиболее опасных и широко распространенных негативных факторов.

Ударные, сейсмические и гидродинамические волны - это области сильного сжатия газообразной, твердой или жидкой среды, перемещающиеся в про­странстве. Осколочные поля – это фрагменты зданий, сооружений и оборудования, перемещающиеся в области действия ударных, сейсмических и гидродинамических волн.

Источниками возникновения воздушных ударных волн являются сильные взрывы и катастрофические движения воздуха в нижних слоях атмосферы. Ураганы, смерчи, бури и другие катастрофические движения атмосферного воздуха также сопровождаются действием воздушных ударных волн. Параметрами, характеризующими негативное действие воздушной ударной волны, являются:

1) величина избыточного давления во фронте ударной волны (êРф);

2) скоростной напор воздушных масс, перемещающихся в пространстве после взрыва (êРск);

3) избыточное давление воздушных волн, отраженных от преград (êРотр);

4) продолжительность действия ударной волны (t).

Основным параметром, используемым для характеристики разрушающего и поражающего действия ударной волны, является величина êРф, т. к. степень разрушения зданий, сооружений и характер травмирования людей определяется в основном этим параметром.

При взрыве ядерных боеприпасов на поверхности земли или в атмосфере, при взрыве конденсированных (твердых или жидких) веществ, а также при объем­ном взрыве (взрыв газовоздушной смеси) воздушная ударная волна распро­страняется во все стороны от центра взрыва.

Сейсмические волны возникают при тектонических землетрясениях, из­вержениях вулканов, падениях метеоритов и при действии других космических тел. Силу сейсмических волн оценивают по двенадцатибалльной шкале Рихтера.

Гидродинамическая волна – это мощный поток жидкости, движущийся с высокой скоростью при порыве гидротехнических сооружений, затоплении шахт, рудников, метрополитенов и других подобных аварий, а также при дей­ствии природных сил (цунами, тайфунов, штормов). В качестве параметров, определяющих негативное действие гидродинамической волны, используют скорость движения волны (v) и высоту ее гребня (h).

В табл. 1 приведены пороговые и поражающие уровни ударных, сейсмических и гидродинамических волн при их воздействии на людей, здания, сооружения, оборудование и природные объекты.

Тепловые потоки и световые излучения - это электромагнитная энергия, перемещающаяся в пространстве (воздушной, жидкой и твердой среде). Электромагнитные излучения инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой области спектра могут поднимать температуру окружающей среды в диапа­зоне от нескольких градусов до 4000 °С.

Введение

Человек и среда обитания всегда взаимодействовали друг с другом, и с каждым годом это взаимодействие увеличивается. Воздействие на среду передается через деятельность, которая необходима для существования человеческого общества. Часто она имеет не только положительные, но и отрицательные стороны. Рассмотрим систему «человек - среда обитания». Ее элементы связаны между собой как прямыми связями, так и обратными, которые обусловлены всеобщим законом реактивности материального мира. Данную систему можно рассматривать как двухцелевую: первой целью является достижение человеком определенного результата в процессе деятельности; второй - предотвращение отрицательных последствий от этой деятельности. С одной стороны, человек старается сохранить стабильность факторов окружающей среды, таких как влажность, уровень радиации, температура и др. С другой стороны, жизнедеятельность человека невозможна без пагубного воздействия на природу. Извлечение полезных ископаемых, вырубка лесов, загрязнение грунта и воды - лишь малая часть последствий человеческой деятельности, отрицательно влияющей на состояние окружающей среды.

Из вышеприведенного отчетливо видна противоречивость взаимодействия человека и природы. Многовековой опыт дает основание утверждать, что практически любая деятельность потенциально опасна.

Классификация негативных факторов среды обитания человека

Человек живет, непрерывно обмениваясь энергией с окружающей средой, участвуя в круговороте веществ в биосфере. В процессе эволюции человеческий организм приспособился к экстремальным климатическим условиям - низким температурам Севера, высоким температурам экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в сырых болотах. Энергетическое воздействие на незащищенного человека, попавшего в шторм или находящегося в грозовом районе, может превысить допустимый для человеческого организма уровень и нести опасность его травмирования или гибели. Современные технологии и технические средства позволяют в какой-то мере снизить уровень опасности, однако сложность прогнозирования природных процессов и изменений в биосфере, недостаточность знаний о них, создают трудности в обеспечении безопасности человека в системе «человек - природная среда». Появление техногенных источников тепловой и электрической энергии, высвобождение ядерной энергии, освоение месторождений нефти, газа и электрической энергии с сооружением протяженных коммуникаций породили опасность разнообразных негативных воздействий на человека и среду обитания.

Негативные факторы, воздействующие на людей, подразделяются на:

• · естественные, т.е. природные,
• · антропогенные, которые вызваны деятельностью человека.

Опасные и вредные факторы по природе действия подразделяются на :

• · физические,
• · биологические,
• · химические,
• · психофизические.

К физическим негативным факторам относятся:

• · движущиеся машины и механизмы, подвижные части оборудования;
• · неустойчивые конструкции и природные образования;
• · острые и падающие предметы;
• · повышенная запыленность и загазованность;
• · повышенный уровень электромагнитного излучения, ультрафиолетовой и инфракрасной радиации.

Биологическое загрязнение окружающей среды возникают в результате аварий на биотехнических предприятиях и очистных сооружениях.

К химически опасным и вредным факторам относятся:

вредные вещества, используемые в технологических процессах;

промышленные яды;

лекарственные средства, применяемые не по назначению.

Психофизиологические производственные факторы - это факторы, обусловленные особенностями характера и организации труда, параметров рабочего места и оборудования. Они могут оказывать неблагоприятные воздействия на функциональное состояние организма человека. По характеру действия психофизиологические негативные факторы делятся на физические (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки: монотонность труда, умственное перенапряжение анализаторов, различные эмоциональные перегрузки. Эти факторы могут оказывать неблагоприятное воздействие на функциональное состояние организма человека, его самочувствие, эмоциональную и интеллектуальную сферы, приводить к снижению работоспособности и нарушению состояния здоровья.

техносфера безопасность биологический

Человек живет, непрерывно обмениваясь энергией с окружающей средой, участвуя в круговороте веществ в биосфере. В процессе эволюции человеческий организм приспособился к экстремальным климатическим условиям - низким температурам севера, высоким температурам экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в сырых болотах. В естественных условиях человек имеет дело с энергией солнечной радиации,движения ветра, волн, земной коры. Энергетическое воздействие на незащищенного человека, попавшего в шторм или смерч, оказавшегося в зоне землетрясения, вблизи кратера действующего вулкана или грозовом районе, может превысить допустимый для человеческого организмауровень и нестиопасность его травмирования или гибели. Уровни энергии естественного происхождения остаются практически неизменными. Современные технологии и технические средства позволяют в какой-то мере снизить их опасность, однако сложность прогнозирования природных процессов и изменений в биосфере, недостаточность знаний о них, создают трудности в обеспечении безопасности человека в системе «человек - природная среда».

Появление техногенных источников тепловой и электрической энергии, высвобождение ядерной энергии, освоение месторождений нефти и газа с сооружением протяженных коммуникаций породили опасность разнообразных негативных воздействий на человека и среду обитания. Энергетический уровень техногенных негативных воздействий растет, и неконтролируемый выход энергии в техногенной среде является причиной роста числа увечий, профессиональных заболеваний и гибели людей.

Негативные факторы, воздействующие на людей подразделяются, таким образом, на естественные, то есть природные, и антропогенные - вызванные деятельностью человека. Например, пыль в воздухе появляется в результате извержения вулканов, ветровой эрозии почвы, громадное количество частиц

выбрасывается промышленными предприятиями.

Опасные и вредные факторы по природе действия подразделяются на физические, химические, биологические и психофизические.

К физическим опасным и вредным факторам относятся:

Движущие машины и механизмы, подвижные части оборудования, неустойчивые конструкции и природные образования;

- острые и падающие предметы;

- повышение и понижение температуры воздуха и окружающих поверхностей;

- повышенная запыленность и загазованность;

- повышенное или пониженное барометрическое давление;

- повышенный уровень ионизирующих излучений;

- повышенное напряжение цепи, которое может замкнуться на тело человека;

- повышенный уровень электромагнитного излучения, ультрафиолетовой иинфракрасной радиации;

Недостаточное освещение, пониженная контрастность освещения;

Повышенная яркость, блесткость, пульсация светового потока;

Рабочее место на высоте.

К химически опасным и вредным факторам относятся вредные вещества используемые в технологических процессах промышленные яды, используемые в сельском хозяйстве и в быту ядохимикаты, лекарственные средства, боевые отравляющие вещества.

Химически опасные и вредные факторы подразделяются по характеру воздействия на организм человека и по пути проникновения в организм.

Биологически опасными и вредными факторами являются:

- патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, особые виды микроорганизмов - спирохеты и реккетсии, грибы) и продукты их жизнедеятельности;

Растения и животные.

Биологическое загрязнение окружающей среды возникает в результате

аварий на биотехнических предприятиях, очистных сооружений, недостаточной очистке стоков.

Психофизиологические производственные факторы - это факторы, обусловленные особенностями характера и организации труда, параметров рабочего места и оборудования. Они могут оказывать неблагоприятное воздействие на функциональное состояние организма человека, его самочувствие, эмоциональную и интеллектуальную сферы и приводить к стойкому снижению работоспособности и нарушению состояния здоровья.

По характеру действия психофизические опасные и вредные производственные факторы делятся на физические (статически и динамические) и нервно-психические перегрузки: умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.

Опасные и вредные факторы по природе своего действия могут относиться одновременно к различным группам.

1. Шум. Шум - совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, человеку нужен шум в 10 - 20 дБ. Это шум листвы, парка или леса. Развитие техники и промышленного производства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека. В условиях производства воздействие шума на организм часто сочетается с другими негативнымивоздействиями: токсичными веществами, перепадами температуры, вибрацией и др.

Шум наиболее неблагоприятный фактор, воздействующий на человека результат утомления из-за сильного шума увеличивается число ошибок при работе повышается опасность возникновения травм и снижается производительность труда.

1. Ультразвук. Ультразвук - не воспринимаемые человеческим ухом упругие колебания, частота которых превышает 15 - 20 килогерц; существует в

природе в шуме ветра, волн, издается некоторыми животными - летучими мышами, дельфинами и др.

При распространении ультразвука и увеличение длительности его воздействия могут приводить к чрезмерному нагреву биологических структур и их повреждению, что сопровождается функциональным нарушением нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, изменением свойств и состава крови. Ультразвук может разрывать молекулярные связи, - так, молекула воды распадается на свободные радикалы ОН и Н, что является первопричиной окисляющего действия ультразвука. Таким же образом происходит расщепление ультразвуком высокомолекулярных соединений. Поражающее действие ультразвукоказывает при интенсивности выше 120 дБ.

При непосредственном контакте человека со средами, по которым распространяется ультразвук, возникает контактное его действие на организм человека. При этом поражается периферическая нервная система и суставы в местах контакта, нарушается капиллярное кровообращение вкистях рук,снижается болевая чувствительность. Установлено, что ультразвуковые колебания, проникая в организм, могут вызвать серьезные местные изменения в тканях - воспаление, кровоизлияния, некроз (гибель клеток и тканей). Степень поражения зависит от интенсивности и длительности действий ультразвука, а также от присутствия других негативных факторов. Наличие шума ухудшает общее состояние.

Следует отметить, что шум и вибрация усиливают токсический эффект промышленных ядов. Например, одновременное действие эталона и ультразвука производит к усилению неблагоприятного воздействия на центральную нервную систему.

3. Воздействие на человека статических, электрических и магнитных полей. С уществование человека в любой среде связано воздействием на него и среду обитания электромагнитных полей. В случаях неподвижных электрических зарядов мы имеем дело с электростатическими полями.

Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, теле человека оказывает большую нагрузку на нервную систему человека. Исследования показывают, что наиболее чувствительны к электрическим полям центральная нервная система и сердечно-сосудистая система организма. Установлено также благотворное влияние на самочувствие снятия избыточного электростатического заряда с тела человека (заземление, хождение босиком).

При функциональных заболеваниях нервной системы применяются лечение постоянным электрическим полем. Под действием внешнего строго дозированного электрического поля происходит перерастание зарядов в тканях организма, что улучшает окислительно-восстановительные процессы, лучше используется кислород, заживляют раны.

Постоянные магнитные поля в обычных условиях не представляют опасности и находят применение в различных приборах магнитотерапии.

Линии электропередачи, электрооборудование, различные электроприборы - все технические системы, генерирующие, передающие и использующие электромагнитную энергию, создают в окружающей средеэлектромагнитные поля (переменные электрические и неразрывно связанные с ним переменные магнитные поля).

Действие на организм человека электромагнитных полей определяется частотой излучения, его интенсивностью, продолжительностью и характером действия, индивидуальными особенностями организма. Спектр электромагнитных полей включает низкие частоты до 3 Гц, промышленные частоты от 3 до 300 Гц, радиочастоты от30Гц до 300 МГц, а также относящиеся к радиочастотам ультравысокие (УВЧ) частоты от 30 до 300 МГц и сверхвысокие (СВЧ) частоты от 300 МГц до 300 ГГц.

Электромагнитные поля оказывают на организм человека тепловое и биологическое воздействие. Переменное электрическое поле вызывает нагрев диэлектриков (хрящей, сухожилий и др.) за счет токов проводимости и за счет переменной поляризации. Выделение теплоты может приводить к

перегреванию, особенно тех тканей и органов, которые недостаточно хорошо снабжены кровеносными сосудами (хрусталики глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь). Наиболее чувствительны к биологическому воздействию радиоволн центральная нервная и сердечно-сосудистая системы. При длительном действии радиоволн не слишком большой интенсивности (порядка 10 Вт/м2) появляются головные боли, быстрая утомляемость, изменение давления и пульса, нервно-психическое расстройства. Может наблюдаться похудение, выпадение волос, изменение в составе крови.

4. Ультрафиолетовое излучение от мощных искусственных источников (святящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда короткого замыкания и т. п.) вызывает острое поражение глаз - электроофтальмию. Через несколько часов после воздействия появляется слезотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблюдается также в снежных горах из-за высокого содержания ультрафиолета в солнечном свете.

В производственных условиях устанавливаются санитарные нормы интенсивности ультрафиолетового облучения, обязательным являютсяприменение защитных средств (очки, маски, экраны) при работе с ультрафиолетом.

5. Инфракрасное излучение производит тепловое действие. Инфракрасные лучи довольно глубоко (до 4 см) проникают в ткани организма, повышают температуру облучаемого участка кожи, а при интенсивном облучении всего тела повышают общую температуру тела и вызывают резкое покраснение кожных покровов. Чрезмерное воздействие инфракрасных лучей (вблизи от мощных источников тепла, в период высокой солнечной активности) при повышенной влажности можетвызвать нарушение терморегуляции - острое перегревание, или тепловой удар. Тепловой удар - клинически тяжелый симптомокомплекс, характеризующий головной болью, головокружение, учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушение координации

движения, судорогами. Первая помощь при тепловом ударе требуется удаление от источника излучения, охлаждения, создание условий для улучшения кровоснабжения головного мозга,врачебной помощи.

Действие тока свыше 25мА на мышечные ткани ведет к параличу дыхательных мышц и остановке дыхания. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция (судорожное сокращение) сердца. Ток 100мА считают смертельным.

Переменный ток менее опасен, чем постоянный. Имеет значение то, какими участками тела человек касается токоведущей части. Наиболее опасны те пути, при которых поражается головной мозг (голова - руки, голова - ноги), сердце и легкие (руки - ноги). Любые электроприборы нужно вести в дали от заземленных элементов оборудования (в том числе водопроводных труб, труб и радиаторов отопления), чтобы исключить случайное прикосновение к ним.

Повышенную опасность представляют помещения с металлическими, земляными полями, сырые. Особенно опасны - помещения с парами кислот и щелочей в воздухе. Безопасными для жизни является напряжение не выше 42 В для сухих, отапливаемых с токопроводящими полами помещений без повышенной опасности, не выше36 В для помещений с повышеннойопасностью (металлические, земляные, кирпичные полы, сырость, возможность касания заземленных элементов конструкций), не выше 12 В для особо опасных помещений, имеющих химически активную среду или два и более признаков помещений с повышенной опасностью.

В случае, когда человек оказывается в близи упавшего на землю провода, находящегося под напряжением, возникает опасность поражения шаговым напряжением. Напряжение шага - это напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Такую цепь создает растекающийся по земле от провода ток. Оказавшись в зоне растекания тока, человек должен соединить ноги вместе и не спеша выходить из опасной зоны так, чтобы при

передвижении ступня одной ноги не выходила полностью заступню другой. При случайном падении можно коснутся земли руками, чем увеличить разность потенциалов и опасность поражения.

Действия тока на организм сводится к нагреванию, электролизу и механическому воздействию. Это может служить объяснением различного исхода электротравм при прочих равных условиях. Особенно чувствительна к электрическому току нервная ткань и головной мозг.

Механическое действие приходит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма.

При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока.

Электрическое действие тока выражает в электролизе жидкости в тканях организма, изменении состава крови.

Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы.

7. Вредные химические вещества. Вредные химические вещества окружающей среды, как и любые другие, можно разделить на две группы: естественные (природные) и антропогенные (попадающие в окружающую среду в связи с деятельностью человека).

Для организма человека разнообразие химических веществ имеет неравноценное значение. Один из них индифферентны, то есть безразличные для организма, другие оказывают на организм вредное действие, третьи обладают выраженной биологической активностью.

Расстройство равновесия, выражающее в нарушении процессов жизнедеятельности или развитии болезни, может наступать при воздействии чрезвычайного по величине или необычного по характеру фактора внешней среды. Такого рода ситуации могут иметь место на определенных территориях вследствие естественного неравномерного распределения химических элементов в биосфере: атмосфере, гидросфере, литосфере.

На этих территориях избыток или недостаток определенных химических элементов наблюдается в местной фауне и флоре. Такие территории были названы биогеохимическими провинциями, а наблюдаемые специфические заболевания населения получили название геохимические заболевания. Так, например, если того или иного химического элемента, скажем йода, оказывается недостаточно в почве, то понижение его содержания обнаруживается в растениях, произрастающих на этих почвах, а также в организме животных, питающихся этими растениями. В результате, пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения оказываются обедненные йодом. Химический состав грунтовых и подземных вод отражает химический состав почвы. При недостатке йода в почве его недостаточно оказывается и в питьевой воде. Йод отличается высокой летучестью. В случае пониженного содержания в почве, в атмосферном воздухе его концентрация также понижена. Таким образом, в биохимической провинции, обедненной йодом организм человека постоянно не получает йод с пищей, водой и воздухом. Следствием является среди населения геохимического заболевания - эндемическогозоба.

В биогеохимической провинции, обедненной фтором, при содержании фтора в воде источников водоснабжения 0,4 мг/л и менее, имеет место повышенная заболеваемость кариесом зубов.

Существуют и другие биогеохимические провинции, обедненные медью, кальцием, марганцем, кобальтом; обогащенные свинцом, ураном, молибденом, марганцем, медью и другими элементами.

Неоднородная на различных территориях природная геохимическая обстановка, определяющая поступление в организм человека химических веществ с пищей, вдыхаемым с воздухом, водой и через кожу, может изменяться также в значительной степени в результате деятельности человека. Появляется такое понятие, как антропогенные химические факторы среды обитания. Они могут появляться как в результате целенаправленной деятельности человека,

так и в результате роста народонаселения, концентрации его в крупных городах, химизации всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта и быта.

Безграничные возможности химии обусловили получение, взамен естественных, синтетических и искусственных материалов, продуктов изделий. В связи с этими постоянно возрастает уровень загрязнения внешней среды:

- атмосферы - вследствие поступления промышленных выбросов, выхлопных газов, продуктов сжигания топлива;

Воздух рабочей зоны - при недостаточной герметизации, механизации и автоматизации производственных процессов;

Воздух жилых помещений - вследствие деструкции полимеров, лака, красок, мастик и др.;

Питьевой воды - в результате сброса сточных вод;

Продукты питания - при нерациональном использования пестицидов, в результате использования новых видов упаковок и тары, при непрерывном применении новых видов синтетических кормов;

Одежды - при изготовлении ее из синтетических волокон;

Игрушек, бытовых принадлежностей - при изготовлении с использованием синтетических материалов и красок.

Широкое развитие химизации обусловило применение в промышленности и сельском хозяйстве огромного количества химических веществ - в виде сырья, вспомогательных, промежуточных, побочных продуктов и отходов производства. Те химические вещества, которые, проникая в организм даже в небольших количествах, вызывают в нем нарушения нормальной жизнедеятельности, называется вредными веществами. Вредные вещества или промышленные яды в виде паров, газов, пыли встречаются во многих отраслях промышленности.

Токсическое действие ядовитых веществ многообразно, однако установлен ряд общих закономерностей в отношении путей поступления их в

организм, сорбции, распределения и превращения в организме, выделение из организма, характер действия на организм в связи с их химической структурой и физическими свойствами.

Вредные вещества могут поступать в организм тремя путями: через легкие при вдыхании, через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой, через неповрежденную кожу путем резорбции.

Распределение и превращение вредных веществ в организме зависит от его химической активности.

Различают группу так называемых не реагирующих газов и паров, которые в силу своей низкой химической активности в организме или не изменяются или изменяются очень медленно, потому они достаточно быстро накапливаются в крови. К ним относятся пары всех углеводородов ароматического и жирного ряда и их производные.

Другую группу составляют реагирующие вещества, которые легко растворяются в жидкостях организма и претерпевают различные изменения. К ним относятся аммиак, сернистый газ, окислы азота и другие.

Вначале насыщение крови вредными веществами происходит быстро вследствие большой разницы парциального давления, затем замедляется и при уравнивании парциального давления газов или паров в альвеолярном воздухе и крови насыщение прекращается. После удаления пострадавшего из загрязненной атмосферы начинается десорбция газов и паров и удаление их через легкие. Десорбция также происходит на основе законов диффузии.

Опасность отравления пылевидными веществами не меньше, чем парогазообразными. Степень отравления при этом зависит от растворимости химического вещества. Вещества, хорошо растворимые в воде или жирах, всасываются уже в верхних дыхательных путях или полости носа, например, вещества наркотического действия. С увеличением объема легочного дыхания и скорости кровообращения сорбция химических веществ происходит быстрее. Таким образом, при выполнении физической работы или пребывании в

условиях повышенной температуры воздуха, когда объем дыхания и скорость кровотока резко увеличиваются, отравление наступает значительно быстрее.

Поступление вредных веществ через желудочно-кишечный тракт возможно с загрязненных рук, с пищей и водой. Классическим примером такого поступления в организм может служить свинец: это мягкий металл, он легко стирается, загрязняет руки, плохо смывается водой и при еде или курении легко проникает в организм. В желудочно-кишечном тракте химические вещества всасываются труднее по сравнению с легкими, так как желудочно-кишечный тракт имеет меньшую поверхность и здесь проявляется избирательный характер всасывания: лучше всего всасываются вещества, хорошо растворимые в жирах. Однако, в желудочно-кишечном тракте вещества могут под воздействием его содержимого изменится в неблагоприятную сторону. Например, те же соединения свинца, плохо растворимые в воде, хорошо растворяются в желудочном соке и поэтому легко всасываются.

Через неповрежденную кожу (эпидермис, потовые и сальные железы, волосяные мешочки) могут проникать вредные вещества, хорошо растворимые в жирах и липоидах, например, многие лекарственные вещества, вещества нафталинового ряда и др. Степень проникновения химических веществ через кожу зависит от их растворимости, величины поверхности соприкосновения с кожей, объема и скорости кровотока в ней. Например, при работе в условиях повышенной температуры воздуха, когда кровообращение в коже усиливается, количество отравлений через кожу увеличивается. Большое значение при этом имеют консистенция и летучесть вещества: жидкие летучие вещества быстро испаряются с поверхности кожи и не успевают всасываться; наибольшую опасность представляют масленичные малолетучие вещества, они длительно задерживаются на коже, что способствует их всасыванию.

Знание путей проникновения вредных веществ в организм определяет меры профилактики отравлений.

Каков же предел содержания химических веществ в окружающей среде,

где количественные границы этого предела для безопасности жизнедеятельности, каковы пределы допустимых уровней воздействия негативных сред на окружающую среду и на человека.

В связи с этой проблемой и возникли понятия: предельно допустимые уровни (ПДУ), предельно допустимые выбросы (ПДВ), предельно допустимые концентрации (ПДК).

Санитарные нормативы выше упомянутых понятий являютсяюридической основой для проектирования, строительства и эксплуатации промышленных предприятий, планировки и застройки жилья, создания и применения индивидуальных средств защиты.

Данные нормы регламентируются в соответствии с ГОСТом и являются обязательными для исполнения всеми юридическими и физическими лицами.

Нормативы являются составной частью санитарного законодательства и основой предупредительного и текущего санитарного надзора, а также служат критерием эффективности разрабатываемых и проводимых оздоровительных и мероприятий по созданию безопасных условий среды обитания.

Один из токсикологов И.В.Саноцкий в 1971 году предложил наиболее точную формулировку ПДК применительно к любым участкам биосферы (для атмосферного воздуха, воздуха рабочей зоны, воды, почвы и т.д.):

«Предельно допустимой концентрацией химического соединения во внешней среде называют такую концентрацию, при воздействии которой на организм периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб, не возникает соматических или психических заболеваний (скрытых или временно компенсированных) или изменений в состоянии здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических колебаний, обнаруживаемых современными методами исследования сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений».

Предельно допустимый уровень фактора (ПДУ) - это тот максимальный

уровень воздействия, который при постоянном действии в течение всего рабочего времени и трудового стажа не вызывает биологических изменений адаптационно-компенсаторных возможностей, психологических нарушений у человека и его потомства.

Уровень - это абсолютная или относительная величина для здоровья человека и его генетического фонда.

Различают ПДУ загрязнений, радиации, шумов, вибрации и т.д.

Например, допустимые уровни шума на рабочих местах регламентируются №2.2.4/2.1.8.562-92. Шум в венткамере не должен превышать допустимых норм 100 Дб (А), в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83, а в помещении - 65 Дб(А); в соответствии с требованиями ГОСТ12.1.005-88 ССБТ нормируют оптимальные и допустимые условия микроклимата (температура воздуха, влажность, а также скорость в рабочей зоне).

Развитие человеческого общества связанно с использованием разнообразных природных ресурсов. Природная среда является местом обитания человека, источником всех благ, необходимых для его жизни и производственной деятельности.

Достижения науки и техники создали иллюзию обособленности человека от природы, и даже господство над ней. Для удовлетворения своих потребностей современный человек нуждается в значительно большем количестве ресурсов, чем раньше.

И перед человечеством встают серьезные и сложные проблемы по защите человека и среды его обитания от опасностей, формирующих конкретной деятельностью. Чем сложнее вид деятельности, тем более компактна система защиты охраны труда и здоровья трудящихся на производстве, когда особое внимание уделяется человеческому фактору, становится наиважнейшей задачей.

Охрана труда тесно связана с задачами охраны природы. Очистка сточных вод, газовых выбросов в воздушный бассейн, сохранение и улучшение состояние по борьбе с шумом и вибрацией, защита от электростатических

полей и многое другое - эти мероприятия позволяют обеспечить нормальные условия работы и обитания человека и позволяют снизить до минимума воздействие негативных факторов на человека и среду его обитания.

Взаимодействие человека со средой обитания сопряжено с отрицательными (негативными) воздействиями как со стороны окружающей среды на человека, так и со стороны человека на окружающую среду (антропогенное воздействие). Такие воздействия обусловлены самой сущностью физического мира, состоящего из систем, которые содержат в себе различные виды энергии (химическую, электрическую, ядерную и др.). При неконтролируемом выходе энергии, опасных веществ реализуются различного рода опасности как для человека так и для окружающей среды. Человек, как и любое живое существо, всегда подвергался отрицательным воздействиям среды обитания. В основном это были природные опасности: морозы и зной, наводнения, землетрясения, нападения хищников, болезни, а также агрессия со стороны других людей. Новые опасности появились с развитием орудий труда, первого примитивного производства. На протяжении всего времени своего существования человека он оказывал определенное воздействие на природную среду. Было бы ошибкой считать детство человечества золотой порой полной гармонии с природой. Охота и рыболовство приводили к истощению природной среды, исчезновению целых видов животных, скотоводство в конечном итоге вело к разрушению естественной растительности, опустыниванию территорий.

Таксономия опасностей . Таксономия (>греч. taxis - расположение в порядке +nomos - закон), или систематика - наука о классификации сложных явлений, понятий, объектов. Поскольку опасности носят сложный, комплексный характер, имеют иерархическую структуру, обладают множеством признаков, их таксономирование выполняет важную роль в организации научного значения в области безопасности жизнедеятельности и позволяет глубже познать природу опасности.

Совершенная, достаточно полная таксономия опасностей пока не разработана. В настоящее время принято таксономирование опасностей по следующим признакам.

По происхождению опасности подразделяются на природные, техногенные, экологические и смешанные.

По времени проявления отрицательных последствий можно говорить оимпульсных , т.е. проявляющихся мгновенно икумулятивных опасных воздействиях, реализующиеся постепенно по мере накопления.

По локализации в геосфере различают литосферные, гидросферные, атмосферные и космические опасности.

По вызываемым последствиям различают негативные воздействия вызывающие утомление, заболевания, травмы, смерть, вызывающие аварии, пожары и т.д.

2.1.1. Виды, источники и уровни негативных факторов производственной и бытовой среды

Производственная среда. Носителями опасных и вредных факторов в производственной среде могут быть машины, оборудование, предметы труда, технологические процессы, источники энергии, опасные вещества, нарушение технологических режимов, ошибки работников.

Опасные и вредные факторы. Одна из составляющих безопасности жизнедеятельности - охрана труда использует понятия опасных и вредных факторов. Система стандартов безопасности труда (ССБТ) дает следующие определения.

Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому резкому ухудшению здоровья.

Вредным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности (ГОСТ 12.0.002-80).

Опасные и вредные факторы в зависимости от характера воздействия подразделяются на

активные - проявляющиеся благодаря заключенной в них энергии (ионизирующие излучения, вибрация и т.п.);

активно - пассивные - проявляющиеся благодаря энергии, заключенной в самом человеке (примером могут служить опасности скользких поверхностей, работы на высоте, острых углов и плохо обработанных поверхностей оборудования и т.п.).

пассивные - проявляющиеся опосредствованно, как например, усталостное разрушение материалов, образоование накипи в сосудах и трубах, коррозия и т.п.

Активные факторы могут, таким образом быть классифицированы по виду связанной с ними энергии. Такую классификацию дает ГОСТ 12.0.003-74. В соответствии с ним опасные и вредные факторы подразделяются на четыре группы:

физические (движущие машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, разрушающиеся конструкции; повышенная запыленность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов, шум, электромагнитные излучения промышленных и радиочастот, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, лазерное излучение, ионизирующие излучения, повышенные или пониженные температура, влажность воздуха, повышенная скорость движения воздуха, электрический ток, статическое электричество и т.п.)

химические (химические вещества, присутствующие в воздухе, воде, почве, продуктах питания);

биологические (болезнетворные микроорганизмы, вирусы, грибы);

психофизиологические (стресс, монотония, утомление, сонливость, алкогольное опьянение и т.п.);

Бытовая среда. В условиях современной техносферы, в которых проживает бóльшая часть человечества порой трудно разделить негативные факторы производственной и бытовой среды. Вне помещений мы подвергаемся воздействию загрязняющих веществ, присутствующих в атмосфере, водоемах, опасность представляют движущиеся транспортные средства. При использовании электротранспорта, авариях на линиях электопередач, возникает опасность поражения электрическим током. Определенную опасность представляют электромагнитные излучения линий электропередач, антенн радио- и телевизионных станций, радиоактивное загрязнение. В целом можно сказать, что уровни воздействия негативных факторов вне производственной среды в среднем на 50% ниже, однако для ряда факторов уровни воздействия на производстве и в быту оказываются соизмеримыми. В частности, статистика случаев поражения электрическим током в промышленно развитых странах свидетельствует о том, что число смертельных электротравм на производстве и в быту примерно одинаково, а в ряде случаев электротравматизм в быту оказывается выше.

Можно с уверенностью сказать, что в быту человек подвергается практически всем видам опасных и вредных факторов: физическим, химическим, биологическим и психофизиологическим. Так, например, ежедневно в техносфере используются сотни тысяч химических веществ. Множество непредвиденных химических реакций между этими веществами, их индивидуальные и комбинированные токсические эффекты практически невозможно контролировать.

К наиболее существенным негативным факторам бытовой среды следует отнести следующие факторы.

Тяжелые металлы , которые содержатся в красках, препаратах декоративной косметики, полимерных материалах, питьевой воде, пище. Свое название они получили из-за высоких значений атомной массы. В небольших количествах некоторые тяжелые металлы, например, медь, цинк, марганец, железо, кобальт, молибден и др. необходимы для жизнедеятельности человека. Их нехватка приводит к нарушению нормальных функций организма. Однако увеличение их содержания выше нормы вызывает токсический эффект и приводит к нарушению нормальных функций организма. Кроме того, существует около 20 металлов, которые совсем не нужны организму. Среди них – ртуть, свинец, кадмий и мышьяк. Так, повышенное содержание свинца связывают с ростом заболеваемости детей, пониженным умственным развитием. Ртуть, являясь чрезвычайно токсичным веществом, вызывает необратимые изменения в нервной системе. Воздействие кадмия на организм приводит к нарушению работы почек и вызывает изменения в скелете. Потребление воды, содержащей повышенное (более 0,1 мкг/л) мышьяка вызывает гиперпигментацию, кератоз (ороговение) и даже рак кожи.

Летучие органические соединения , представляющие собой токсичные газообразные вещества. Источниками этих веществ в быту являются растворители, чистящие и дезинфицирующие средства, краски, клеи, а также пестициды, применяемые для борьбы с насекомыми;

Формальдегид (источники: прессованные плиты, применяемые в конструкциях настила полов, панелей, столов, шкафов и другой мебели). Кроме того, пары формальдегида могут выделяться из различных видов клеев, текстильных изделий, дезинфицирующих средств. Формальдегид может вызывать ощущения головокружения, слабости и тошноты, воздействовать на органы дыхания. Есть данные о канцерогенности формальдегида, т.е. его способности вызывать рак. Следует отметить, что домашние растения хорошо поглощают формальдегид, равно как и другие загрязняющие воздух вещества.

Пестициды. Поскольку окружающая среда в настоящее время значительно загрязнена пестицидами, эти вещества попадают в организм человека с пищей, водой. Кроме того, пестициды используются в борьбе с бытовыми насекомыми.

5. Побочные продукты сгорания. К токсичным веществам, образующимся при сгорании, относятся прежде всего моноксид углерода (СО), диоксид углерода (СО 2), диоксид азота (NO 2) и диоксид серы (SO 2). При неполном сгорании органических веществ, содержащих углерод и водород, образуются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Таким образом, при готовке пищи на газовой плите и недостаточной вентиляции помещения воздух на кухне может быть значительно загрязнен этими веществами. Кроме того, при горении природного газа расходуется значительное количество кислорода. ПАУ обнаруживаются также в табачном дыме, жареных, копченых и печеных пищевых продуктах. ПАУ могут вызывать бронхиты, дерматиты, кроме того, многие ПАУ являются канцерогенами. Безусловно вредным (в том числе и канцерогенным) действием обладает и табачный дым, который помимо ПАУ содержит тяжелые металлы, некоторое количество радиоактивного элемента полония, моноксид углерода, оксид углерода и другие побочные продукты горения. Наибольший вред сигаретный дым наносит детям, в том числе и в период внутриутробного развития.

6. Пыль (твердые частицы размером более 1 мкм) . В зависимости от состава пыли она может вызывать те или иные нарушения в организме. В целом можно сказать, что пыль в любом случае раздражает органы дыхания, может стать причиной аллергических заболеваний. Известны и канцерогенные свойства пыли.

7. Болезнетворные микроорганизмы. Бактерии и вирусы, микроскопические грибки, а также простейшие представляют постоянную угрозу здоровью людей как на работе так и дома. В домашних условиях места наиболее высоких концентраций микроорганизмов – это кухня, ванная, туалет. Протирание поверхностей влажной тряпкой без мыла и дезинфицирующих средств приводит лишь к перемещению микробиологических загрязнений с места на место.

8. Электромагнитные неионизирующие излучения. Источниками электромагнитных полей в быту являются электропроводка, электрические приборы, бытовая электроника.

9. Ионизирующие излучения. Источниками ионизирующих излучений в быту являются радиоактивный газ радон в воздухе жилых помещений, строительные конструкции, содержащие радионуклиды, табачный дым, светящиеся краски, например, в циферблатах часов. Особенное внимание в последнее время привлекает так называемаярадоновая проблема . Радон, являющийся продуктом распада радия, и торон, образующийся при распаде тория проникают в помещения из почвы, содержащие радий и торий, и накапливаются в нем, в особенности в подвальных и первых этажах, создавая радиационный фон, в разной степени превышающий естественный уровень радиации. Радиоактивные газы могут выделяться также из строительных конструкций, попадать в помещение с водопроводной водой. Лучшим способом борьбы с радоновым загрязнением является интенсивное проветривание помещений.

10. Электрический ток. Поражение электрическим током в быту происходит при возникновении неисправностей в электропроводке, бытовых электроприборах, нарушении правил эксплуатации электроприборов. Наиболее опасными помещениями при этом являются помещения с повышенной влажностью: ванная комната, кухня.

Классификация факторов среды обитания

Признак классификации	Вид (класс)
По видам источников возникновения факторов По видам потоков в жизненном пространстве По величинœе потоков в жизненном пространстве По моменту возникновения фактора По длительности воздействия фактора По объектам негативного воздействия По количеству людей, подверженных воздействию фактора По размерам зоны воздействия По видам зон воздействия По способности человека идентифицировать факторы органами чувств По виду негативного воздействия на человека	Естественные Антропогенные Техногенные Энергетические Массовые Информационные Допустимые Предельно допустимые Опасные Чрезвычайно опасные Прогнозируемые Спонтанные Постоянные Переменные, периодические Кратковременные Действующие на человека Действующие на природную среду Действующие на материальные ресурсы Комплексного воздействия Личные Групповые (коллективные) Массовые Локальные Региональные Межрегиональные Глобальные Действующие в помещении Действующие на территориях Ощущаемые Неощущаемые Вредные Опасные (травмоопасные)

Жизнь человека, его трудовая деятельность протекают в окружающей его природной или производственной среде, которая при несоблюдении гигиенических требований может оказывать неблагоприятное влияние на здоровье и работоспособность человека.

Производственная среда как часть окружающей человека внешней среды складывается из:

1.) природно-климатических факторов;

2.) факторов, связанных с профессиональной деятельностью.

Производственные факторы подразделяются на опасные и вредные. Опасными принято называть совокупность негативных факторов производственной среды, способных при определœенных условиях привести к травме (несчастному случаю) или другому резкому ухудшению здоровья (острое отравление).

Вредными принято называть совокупность негативных факторов, характеризующих рабочую зону, воздействие которых отрицательно влияет на работоспособность, вызывает профессиональные заболевания и другие неблагоприятные последствия.

В соответствии с ГОСТ 12.0.003 ʼʼОпасные и вредные производственные факторы. Классификацияʼʼ факторы делятся на 4 группы:

I. Физические производственные факторы:

1)повышенная или пониженная температура, влажность, скорость движения воздуха;

2) повышенный уровень различных видов излучений (ультрафиолетового, лазерного, электромагнитного, инфракрасного, ионизирующего);

3) статическое электричество;

4) запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

5) повышенный уровень шума, вибрации, ультразвука, инфразвука;

6) недостаточная освещенность или нерациональное освещение рабочей зоны;

7) повышенное или пониженное атмосферное давление и т.д.

II. Химические факторы:

общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию.

III. Биологические факторы:

1) микро и макроорганизмы (микробы, вирусы, животные и т.д.);

2) витамины, гормоны, антибиотики, вещества белковой природы.

IV. Психофизиологические факторы:

1) физические перегрузки – подъем и перенос тяжестей, неудобное положение тела, долгое давление на кожу, суставы, мышцы, кости;

2) нервно-психические перегрузки – умственное перенапряжение, эмоциональные перегрузки, монотонность труда и т.д.

1.3. Системы восприятия и компенсации организмом человека изменений факторов среды обитания.

Человеку необходимы постоянные сведения о состоянии и изменениях внешней среды, переработка этой информации и составление программ жизнеобеспечения.

Возможность получать информацию об окружающей среде, способность ориентироваться в пространстве и оценивать свойства окружающей среды обеспечиваются анализаторами (сенсорными системами), которые представляют из себясистемы ввода информации в мозг для анализа этой информации.

В коре головного мозга – высшем звене центральной нервной системы анализируется поступающая из внешней среды информация и осуществляется выбор или выработка программы ответной реакции. В ответ на изменение состояния внешней среды в организме человека формируется информация о крайне важно сти изменения организации жизненных процессов таким образом, чтобы это внешнее изменение не привело к повреждению и гибели организма. К примеру, в ответ на повышение температуры внешней среды, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может привести к повышению температуры тела и далее к необратимым изменениям в органах (коре головного мозга, органах зрения, почках), возникают реакции компенсаторного характера. Οʜᴎ бывают поведенческими – внешними (уход в более прохладное место) или внутренними – снижение теплопродукции, повышение теплоотдачи.

Датчиками сенсорных систем являются специальные структурные образования нервных волокон, называемые рецепторами. Οʜᴎ представляют из себяобразования, предназначенные для трансформации внешней энергии различных видов раздражителœей в специфическую активность нервной системы. Часть из них воспринимают изменения в окружающей среде (экстеро-рецепторы), а часть – во внутренней (интерорецепторы).

Учитывая зависимость отприроды раздражителя, на который они настроены, рецепторы подразделяются на:

1) механорецепторы, представляющие периферические отделы соматической, скелœетно-мышечной и вестибулярной систем. К ним относятся слуховые, вестибулярные, гравитационные, тактильные рецепторы кожи и опорно-двигательного аппарата͵ барорецепторы сердечно-сосудистой системы;

2) ретморецепторы, воспринимающие температурные изменения. Οʜᴎ объединяют рецепторы кожи и внутренних органов, а также центральные термочувствительные нейроны в коре мозга;

3) хеморецепторы, включающие рецепторы вкуса и обоняния, сосудистые и тканевые рецепторы (к примеру, глюкорецепторы, воспринимающие изменение уровня сахара в крови);

4) фоторецепторы, настроенные на восприятие света;

5) болевые рецепторы.

Согласно психофизиологической классификации рецепторов, по характеру ощущений, различают зрительные, слуховые, обонятельные, осязательные рецепторы, рецепторы боли, рецепторы положения тела в пространстве (проприо- и вестибулорецепторы).

Морфологически рецепторы представляют из себяклетку, снабженную подвижными волосками или ресничками (подвижными антеннами), обеспечивающими чувствительность рецепторов. К примеру, для возбуждения фоторецепторов достаточно 5 – 10 квантов света͵ а для возбуждения обонятельных рецепторов – одной молекулы вещества.

При постоянном воздействии раздражителя происходит адаптация рецептора и его чувствительность снижается. При этом, когда действие постоянного раздражителя прекращается, чувствительность рецептора растет снова. Для адаптации рецепторов нет единого общего закона и в каждой сенсорной системе должна быть свое сочетание факторов, определяющих изменение возбудительного процесса в анализаторе. Различают быстро адаптирующиеся (тактильные, барорецепторы) и медленно адаптирующиеся рецепторы (хеморецепторы, фоторецепторы). Вестибулорецепторы и проприорецепторы не адаптируются.

Полученная рецепторами информация, закодированная в нервных импульсах, передается по нервным путям в центральные отделы соответствующих анализаторов и используется для контроля со стороны нервной системы, координирующей работу исполнительных органов. Иногда поступающая информация непосредственно переключается на исполнительные органы. Такой принцип переработки информации заложен в основу многих безусловных рефлексов (врожденных, наследственно передающихся). К примеру, сокращение мышц конечностей, раздражаемых электрическим током, теплотой или химическими веществами, вызывает реакцию удаления конечности от раздражителя. Вместе с тем, безусловный рефлекс также представляет собой сложную многокомпонентную реакцию в ответ на адекватное раздражение, приложенное к определœенному рецептивному полю.

При длительном воздействии раздражителя на базе приобретенного опыта формируются условные рефлексы. Οʜᴎ непостоянны, вырабатываются на базе безусловных. Для образования условного рефлекса крайне важно сочетание во времени какого-либо изменения среды, воспринятого корой больших полушарий, подкрепленного безусловным рефлексом.

Характер изменений в организме зависит от продолжительности внешних воздействий. К примеру, кратковременное снижение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе вызывает лишь учащение дыхания и увеличение кровотока, чем и обеспечивается снабжение тканей кислородом. При компенсации длительно действующего гипоксического фактора участвуют совсœем другие механизмы, так, к примеру, они обеспечивают акклиматизацию в условиях высокогорья. У человека в горах повышается транспортная функция крови (увеличивается количество эритроцитов и изменяется тканевое дыхание, – усиливается анаэробное дыхание, повышается активность ферментов окислительного фосфорилирования, то есть оптимизируется энергетиче-ский метаболизм на клеточном и субклеточном уровне).

В большинстве случаев изменения в организме в ответ на состояние внешней среды происходят при участии нескольких анализаторов, и практически невозможно провести четкие границы между ними, особенно на уровне центральной нервной системы. К примеру, в регуляции позы участвуют вестибулярный аппарат, грави - и проприорецепторы мышц, тактильные рецепторы кожи, рецепторы органа зрения. По этой причине те участки нервной системы, в которых происходит синтез первичной информации, ее окончательный анализ и сравнение полученного результата с ожидаемым (так называемое ʼʼопознаниеʼʼ образов) функционируют как единое целое. В этом случае разделœение анализаторных систем невозможно еще и потому, что всœе они имеют один и тот же исполнительный механизм – опорно-двигательный аппарат.

Человек обладает рядом специализированных периферических образований – органов чувств, обеспечивающих восприятие энергий и других свойств раздражителœей из окружающей среды. К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания. Не следует смешивать понятие ʼʼорган чувствʼʼ и ʼʼрецепторʼʼ, воспринимающий раздражение. К примеру, глаз - ϶ᴛᴏ орган зрения, а сетчатка – фоторецептор, один из компонентов органа зрения; помимо сетчатки, в состав органа зрения входят преломляющие среды глаза, различные его оболочки, мышечный аппарат. Понятие ʼʼорган чувствʼʼ является в значительной мере условным, так как он сам по себе не может обеспечить ощущение. Для возникновения субъективного ощущения крайне важно, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступило в ЦНС – специальные отделы коры больших полушарий. Именно с деятельностью высших отделов мозга связано возникновение субъективных ощущений.

Органы зрения играют исключительную роль в жизни человека. Посредством зрения мы познаем форму, величину, цвет предмета͵ направление и расстояние, на котором он находится. Зрительный анализатор - ϶ᴛᴏ глаза, зрительные нервы и зрительный центр, располагающийся в затылочной доле коры головного мозга.

Назначение зрительного анализатора - ϶ᴛᴏ прием и анализ информации в световом диапазоне (380 – 770 нм). Строение глаза показано на рис. 1.1. Свет, проходя через отверстие в радужной оболочке 1, называемое зрачком 2 и имеющее диаметр 2 – 8 мм, преломляется роговицей 3 и хрусталиком 4. В результате на сетчатке 5, выстилающей внутреннюю поверхность глазного яблока, образуется четкое изображение внешних объектов. В сетчатке с помощью фоторецепторов (палочек и колбочек) изображение преобразуется в биоэлектрические сигналы.

Палочки являются аппаратом ахроматического зрения, колбочки – хроматического. Палочки имеют диаметр около 2 мкм и длину около 60 мкм, их общее количество 120 – 125 млн. Диаметр колбочек 6 – 7 мкм, длина 35 мкм и общее их количество 3 – 6 млн. В месте выхода из глаза зрительного нерва 6 (см. рис. 1.1.) называемого слепым пятном, фото-рецепторы отсутствуют и ощущения света не возникает.

Сложное строение сетчатки, содержащей несколько слоев специализи-рованных клеток различного назначения, обеспечивает предварительную обработку информации. Для дальнейшей обработки выходные сигналы по зрительному нерву, содержащему (8–10)*10 5 волокон, пере-даются в зрительный корковый центр.
Размещено на реф.рф
Зри-тельная система человека имеет механизмы,

Р и с. Строение глазаобеспечивающие ее настройку в соответствии с внешними условиями: направление глаз на воспринимаемый объект осуществляется с помощью глазодвигательных мышц, резкое изображение на сетчатке разно удаленных объектов получается благодаря изменениям кривизны хрусталика, количество света͵ попадающего в глаз, регулируется диаметром зрачка, при значительных изменениях яркости воспринимаемых объектов изменяется чувствительность фоторецепторов (процесс адаптации).

Свет, проникающий в глаз, воздействует на фотохимическое вещество элементов сетчатки (палочки и колбочки) и разлагает его. Достигнув определœенной концентрации, продукты распада раздражают нервные окончания, заложенные в палочках и колбочках. Возникающие при этом электрические импульсы по волокнам зрительного нерва поступают в нервные клетки зрительного бугра, и мы видим цвет, форму и величину предметов.

Глаз чувствителœен к видимому диапазону спектра электромагнитных колебаний (380 – 770 нм).

Слух – способность организма воспринимать и различать звуковые колебания. Эта способность воплощается слуховым анализатором. Человеческому уху доступна область звуков, то есть механических колебаний с частотой от 16 до 20000 Гц. Граница слышимости в отдельных случаях должна быть шире, до 25000 Гц.

Ухо представляет собой воспринимающую часть звукового анализатора. Оно имеет три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Строение уха человека изображено на рис. 1.2.

Р и с. 1.2. Строение уха:

1 –слуховой проход; 2 – барабанная перепонка; 3 – молоточек; 4 – наковальня; 5 – стремечко; 6 – овальное окно; 7 – полукружные каналы; 8 – улитка; 9 – круглое окно; 10 – слуховой нерв.

Колебания внешней среды (воздуха) через слуховой проход 1, выполняющий роль резонатора и предохраняющий внутренние части уха, воздействует на барабанную перепонку 2, которая через соединœенные между собой косточки: молоточек 3, наковальню 4 и стремечко 5 передает колебания внутреннему уху. В процессе передачи начальное давление возрастает в 90 раз. За овальным окном 6 колебания распространяются в жидкости, заполняющей улитку 8, вызывают колебания основной мембраны, разделяющей улитку на две части, и в органе Корти преобразуются в электрические сигналы, передаваемые по слуховому нерву 10 в мозᴦ.

Кортиев орган – это, по существу, рецептор, способный следить за быстрыми, очень незначительными изменениями давления окружающей среды. Быстрые сжатия и мгновенные падения давления в звуковой волне, улавливаемые рупором наружного уха, воздействуют на барабанную перепонку. Ее колебания через цепь слуховых кос-точек передаются на лабиринтную жидкость, доходя таким образом до кортиева органа. Волокна кортиева органа испытывают острый резонанс, раздражая при этом соответствующие рецепторы слухового нерва. Иначе говоря, орган слуха работает как сложная механическая колебательная система.

В среднем ухе имеются мышцы, предохраняющие ухо от повреждений при чересчур сильных звуках путем компенсации повышенного внешнего давления за счёт воздействия на молоточек, наковальню, стремечко и барабанную перепонку.

Орган слуха воспринимает далеко не всœе многочисленные звуки окружающей среды. Частоты, близкие к верхнему и нижнему пределам слышимости, вызывают слуховое ощущение лишь при большой интенсивности и по этой причинœе обычно не слышны. С другой стороны, звуки очень интенсивные могут вызвать боль в ухе и даже повредить слух.

Механизм защиты слухового анализатора от повреждения при воздействии интенсивных звуков предусмотрен анатомическим строением среднего уха, системой механического передаточного звена, так как система слуховых косточек и мышц среднего уха ответственна за появление акустического рефлекса в ответ на интенсивный звуковой раздражитель. Возникновение акустического рефлекса обеспечивает защиту чувствительных структур улитки внутреннего уха от разрушения. Скрытый период возникновения акустического рефлекса приблизительно равен 15 мс.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, орган слуха выполняет две задачи: обеспечивает организм информацией и обеспечивает самосохранение, то есть противостоит повреждающему действию акустического сигнала.

Обоняние – способность воспринимать диапазон запахов (до 400 наименований), осуществляется посредством обонятельного анализатора, рецептором которого являются нервные клетки, расположенные в слизистой оболочке верхнего и, отчасти, среднего носовых ходов. Человек обладает различной степенью обоняния к пахучим веществам, к некоторым веществам чувствительность особенно высокая. К примеру, мускус, а также ванилин вызывают ощущение при содержании их в количестве 0,001 мг в 1 м 3 воздуха.

Запахи способны вызывать отвращение к пище, обострять чувствительность нервной системы, способствовать состоянию подавленности, повышенной раздражительности. Сероводород, бензин и другие вещества могут вызвать отрицательные реакции вплоть до тошноты, рвоты, обморока. Обнаружено, что запах бензола обостряет слух, а индол притупляет слуховое восприятие, запах толуола обостряют зрительную функцию в сумерках, запах камфары повышает чувствительность зрительной рецепции зелœеного цвета͵ снижает – красного.

Вкус – ощущение, возникающее при воздействии раздражителœей на специфические рецепторы, расположенные на различных участках языка. Вкусовое ощущение складывается из восприятия кислого, соленого, сладкого и горького; вариации вкуса являются результатом комбинации базовых перечисленных ощущений.

Различные участки языка имеют неодинаковую чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка более чувствителœен к сладкому, края языка – к кислому, кончик и края – к соленому, корень языка наиболее чувствителœен к горькому.

Механизм восприятия вкусовых веществ связывают со специфическими химическими реакциями на границе вещество – вкусовой рецептор.
Размещено на реф.рф
Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определœенных вкусовых веществ. Возбуждение от вкусовых рецепторов передается в ЦНС по специфическим проводящим путям.

Осязание – сложное ощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата. Кожный анализатор обеспечивает восприятие прикосновения (слабого давления), боли (при механическом, тепловом, химическом, электрическом и других раздражителях), температуры и вибрации. Для каждого из этих ощущений (кроме вибрации) в коже имеются специфические рецепторы либо их роль выполняют свободные нервные окончания. Основная роль в ощущении принадлежит тактильной рецепции – прикосновению и давлению.

Кожа – внешний покров тела представляет собой орган с весьма сложным строением, выполняющий ряд важных жизненных функций. Кроме защиты организма от вредных внешних воздействий, кожа выполняет рецепторную, секреторную, обменную функции, играет значительную роль в терморегуляции и др.

В коже различают два слоя: верхний, эпителиальный (эпидермис) и нижний – соединительно-тканый (собственно кожа – дерма). В коже имеется большое количество кровеносных и лимфатических сосудов. Нервный аппарат кожи состоит из многочисленных пронизывающих дерму нервных волокон и особых концевых образований.

Одной из базовых функций кожи является защитная. Так, растяжение, давление, ушибы обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Нормальный роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания и весьма устойчив по отношению к различным химическим веществам. Пигмент меланин, поглощающий ультрафиолетовые лучи, предохраняет кожу от воздействия солнечного света. Особенно большое значение имеют стерилизующие свойства кожи и устойчивость к различным микробам; неповрежденный роговой слой непроницаем для инфекций, а кожное сало и пот создают кислую среду, неблагоприятную для многих микробов. Эта спасительная кислотность – результат деятельности потовых и сальных желœез, доставляющих необходимые жирные кислоты. Окисление происходит в роговом веществе, в связи с этим так важен достаточный приток кислорода для профилактики кожных заболеваний. Кожа ʼʼдышитʼʼ, к примеру, в случае если покрыть человека лаком, он начинает задыхаться.

Важной защитной функцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержании нормальной температуры тела), 80% всœей теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре внешней среды кожные сосуды расширяются и теплоотдача конвекцией усиливается. При низкой температуре сосуды сужаются, кожа бледнеет, теплоотдача снижается.

Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми желœезами. C кожным салом могут выделяться некоторые лекарственные вещества (иод, бром), продукты промежуточного метаболизма, микробных токсинов и эндогенных ядов. Функция сальных и потовых желœез регулируется вегетативной нервной системой.

Обменная функция кожи состоит в участии в процессах регуляции общего обмена веществ в организме, особенно, водного, минœерального и углеводородного. Считают, что кожу можно условно рассматривать как желœезу внешней и внутренней секреции, с обширной поверхностью, богато снабженной сосудами, тесно связанную со всœеми внутренними органами и другими эндокринными желœезами. Кожа и нервная система имеют одно эндодермальное происхождение. Следовательно, кожа - ϶ᴛᴏ “периферический мозг”, неутомимый сторож, который всœегда начеку, постоянно извещает центральный мозг о каждой агрессии и опасности.

Ощущение вибрации . При ритмичных последовательных прикосновениях к коже каждое из них воспринимается как раздельное, пока не будет достигнута критическая частота, при которой ощущение последовательных прикосновений переходит в специфическое ощущение вибрации. Учитывая зависимость отусловий и места раздражения f кр= 5-20 Гц.

При f > f кр от анализа собственно тактильной чувствительности переходят к анализу вибрационной. Частотный диапазон вибрационной чувствительности 5 – 12000 Гц.

Вибрационная чувствительность , по мнению большинства исследователœей, обусловлена теми же рецепторами, что и тактильная, в связи с этим топография распределœения вибрационной чувствительности по поверхности тела аналогична тактильной.

Движение головы, её положение в пространстве, а также вибрацию головы ощущает и оценивает вестибулярный аппарат человека. Он представляет собой организованную гидродинамическую систему. В её состав входят три пустотелые кольца неправильной формы (полукружные каналы 7 на рис.1.2), расположенные примерно под прямым углом друг к другу и образующие пространственную систему координат. Каналы заполнены жидкостью (по физическим свойствам близкой к воде) и разделœены желœеобразными клапанами (купулами) перекрывающими канал и пронизанными нервными окончаниями. Когда человек наклоняется, кивает головой, подвергается воздействию вибрации жидкость по инœерции давит на купулы, раздражает нервные окончания в них, которые подают мозгу информацию о характере движения, о вибрации головы.

Размер вестибулярного аппарата приблизительно равен размеру горошины.

Кинœестетический анализатор (проприоцепция) обеспечивает ощущение положения и движений тела и его частей. Имеется три вида рецепторов, воспринимающих:

а) растяжение мышц при их расслаблении – ʼʼмускульные веретенаʼʼ;

б) сокращение мышц – сухожильные органы Гольджи;

в) положение суставов (предопределяющие так называемое ʼʼсуставное чувствоʼʼ).

Последние пока неизвестны; предполагается, что их функции выполняют глубинные рецепторы давления, предопределяющие подкожную чувствительность и суставное чувство сводится к подкожным ощущениям давления в определœенных местах.

С помощью анализаторов человек получает обширную информацию об окружающем мире, но в коре головного мозга анализируется и оценивается не вся поступающая информация, а наиболее важная. Для организма важен анализ не только внешнего мира, но и то, что происходит в нем самом! Т.е., кроме перечисленных внешних анализаторов существуют анализаторы внутренние, ᴛ.ᴇ. сенсорная система, которая сигнализирует о деятельности внутренних органов, о состоянии нашей внутренней среды. Это интероцептивный, висцеральный анализатор.
Размещено на реф.рф
Постоянство внутренней среды – условие свободного существования организма.

Сегодня под внутренней средой принято понимать: кровь, (точнее, плазму крови), лимфу и межклеточную жидкость (ликвору, в т.ч. и спинно-мозговую жидкость).

Поддержание специфического метаболизма (обмена веществ), ᴛ.ᴇ. первоосновы жизни, возможно только при поддержании строгого динамического постоянства внутренней среды организма. Этот основополагающий принцип был назван ʼʼгомео-стазомʼʼ.

Можно назвать несколько параметров внутренней среды, поддержание которых особенно важно для жизни. Это содержание кислорода, углекислого газа, водородных ионов, ряда минœеральных веществ, градиенты гидростатического давления, температуры и др.
Размещено на реф.рф
Диапазон колебаний этих параметров очень невелик.

Благодаря такому строгому постоянству внутренней среды живое существо может находиться в различных условиях внешней среды. Для обеспечения этого существует регуляторный аппарат, составной частью которого является интероцептивный анализатор, воспринимающий и передающий в ЦНС сигналы не только об изменениях внутренней среды, но и от всœех внутренних органов.

Информация, получаемая из внешней и внутренней среды, определяет работу функциональных систем организма и поведение человека.

Помимо сенсорных, в организме функционируют другие системы, которые или морфологически отчетливо оформлены (кровообращения, пищеварения) или являются функциональными (терморегуляции, иммунологической защиты). В таких системах существует автономная регуляция и их можно рассматривать как самостоятельные, саморегулирующие цепи, имеющие собственную обратную связь.

Между всœеми системами организма существуют взаимосвязи, и организм человека в функциональном отношении представляет собой единое целое. Одной из важнейших функциональных систем организма является нервная система, которая связывает между собой различные системы и части организма.

Нервная система функционирует по принципу рефлекса. Рефлексом называют любую ответную реакцию организма, осуществляющуюся с участием нервной системы.

В случаях экстремального воздействия на организм нервная система формирует защитно-приспособительные реакции, определяет соотношение воздействующего и защитного эффектов. Не менее важным её свойством как саморегулирующей системы является опережающая мобилизация тех нервных импульсов, которые возникают в рецепторах приспособительного эффекта͵ то есть формирование защитных реакций в организме должно происходить быстрее, чем нарастание действующих раздражителœей.

Основным системообразующим фактором для отдельных физиологических систем является гомеостаз– стремление к внутреннему уравновешиванию. Гомеостаз – относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость базовых физиологических функций организма. Человек постоянно приспосабливается к изменяющимся условиям окружающей среды благодаря гомео-стазу – универсальному свойству сохранять и поддерживать стабильность работы различных систем организма в ответ на воздействия, нарушающие эту стабильность. Любые физиологические, физические, химические или эмоциональные воздействия, будь то температура воздуха, изменение атмосферного давления или волнение, радость, печаль бывают поводом к выходу организма из состояния динамического равновесия.

При этом, автоматически, на базе единства гуморальных (с использованием ферментов, витаминов, гормонов и т.д.) и нервных механизмов регуляции осуществляется саморегуляция физиологических функций, обеспечивающая поддержание жизнедеятельности организма на постоянном уровне. При малых уровнях воздействия раздражителя человек просто воспринимает информацию, поступающую извне. Он видит окружающий мир, слышит его звуки, вдыхает аромат различных запахов, осязает и использует в своих целях воздействие многих факторов.

При высоких уровнях воздействия проявляются нежелательные биологические эффекты. Компенсация изменений факторов среды обитания оказывается возможной благодаря активации систем, ответственных за адаптацию (приспособление).

Гомеостаз и адаптация – два конечных результата͵ организующих функциональные системы.

Вмешательство внешних механизмов в состояние гомеостаза приводит к адаптивной перестройке, в результате которой одна или несколько функциональных систем компенсируют возможную дискоординацию для восстановления равновесия. Вначале происходит мобилизация функциональной системы, адекватной к данному раздражителю, затем, на фоне некоторого снижения резервных возможностей организма включается система специфической адаптации и обеспечивает крайне важно е повышение функциональной активности организма. В безвыходных ситуациях, когда раздражитель чрезмерно силён, эффективная адаптация не формируется и сохраняется нарушение гомеостаза, стимулируемый этими нарушениями стресс достигает чрезвычайной интенсивности и длительности; в такой ситуации возможно развитие заболеваний.

В процессе трудовой деятельности человек расплачивается за адаптацию к производственным факторам. Расплата за эффективный труд или оптимальный результат трудовой деятельности носит название ʼʼцена адаптацииʼʼ, причем, нередко расплата формируется в виде перенапряжения или длительного снижения функциональной активности механизмов нервной регуляции как наиболее легко ранимых и ответственных за постоянство внутренней среды.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, защитные приспособительные реакции имеют три стадии:

1) нормальная физиологическая реакция;

2) нормальная адаптационная реакция;

3) патофизиологические адаптационные изменения с вовлечением в процесс анатомо-морфологических структур (структурные изменения на клеточно-тканевом уровне).

Классификация факторов среды обитания - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Классификация факторов среды обитания" 2017, 2018.