Психофизиологические факторы среды обитания. Гбоу впо ивгма миздравсоцразвития россии. Кафедра экстремальной, военной медицины и
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.
ЛЕКЦИЯ
по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»
Тема 3. . Идентификация и воздействие на человека вредных и опасных факторов среды обитания
УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ
Введение.
Занятие 3/1 (лекция). Источники и характеристики основных негативных факторов.
1. Классификация негативных факторов среды обитания человека.
2. Воздействие вредных факторов на человека и среду обитания. Понятие предельно-допустимого уровня.
Занятие 3/2 (лекция). Особенности действия на человека основных негативных факторов.
1. Химические, биологические, физические негативные факторы.
2. Опасные факторы комплексного характера. Сочетанное действие вредных факторов.
Заключение.
Занятие 3/3 (семинар). Источники и параметры основных вредных и опасных факторов среды обитания и деятельности человека.
Занятие 3/5. Контрольная работа по темам 1-3.
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
ФИЗИЧЕСКИ ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ:
– движущиеся машины и механизмы, незащищенные подвижные элементы производственного оборудования, передвигающиеся изделия, заготовки, материалы;
– повышенные запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; влажность воздуха; подвижность воздуха;
– повышенные уровни шума на рабочем месте, вибрации, ультразвука;
– повышенные или пониженные температура поверхностей оборудования, материалов, воздуха рабочей зоны;
– повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение;
– повышенный уровень ионизирующих излучений в рабочей зоне;
– высокое напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; повышенный уровень статического электричества и электромагнитных излучений и напряженность магнитного поля;
– отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещенность рабочей зоны; пониженная контрастность; прямая и отраженная блескость; повышенная пульсацию светового потока;
– повышенный уровень УФ радиации;
– ИК радиации и др.
ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ:
(органические, неорганические, элементорганические химически вредные факторы)
– промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);
– растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);
– ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос), ратициды, дефолианты и др.;
– лекарственные средства;
– бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т.п.;
– биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорипионов);
– отравляющие вещества (ОВ: зарин, иприт, фосген и др.).
БИОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ:
биологические объекты, воздействие которых на работающих вызывает травмы или заболевания: микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, простейшие грибы) и макроорганизмы (растения, животные).
ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ:
по характеру действия подразделяется на перегрузки физические (статические, динамические, гиподинамия) и нервно-психические (умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).
В ближайшие годы численность работающего населения в России составит около 50 млн. человек, около 7 млн. из которых будут заняты на работах с вредными и опасными условиями труда.
В профессиональной заболеваемости четко просматриваются негативные тенденции. За последнее десятилетие зарегистрировано свыше 120 тыс. больных с впервые установленным диагнозом профзаболевания. Наиболее высокие показатели профессиональных заболеваний регистрируются в угольной, энергетической промышленности, машиностроении, металлургии.
Сохранение трудовых ресурсов, здоровья работающего населения РФ является приоритетом государственной социальной политики страны.
В последние годы отмечено существенное снижение численности населения страны трудоспособного возраста. Смертность трудоспособного населения от неестественных причин: несчастных случаев, отравлений, травм, в том числе производственных, превышает аналогичный показатель по Евросоюзу в 4,5 раза.
Распределение профессиональных заболеваний в России (%):
– заболевания органов дыхания (29,2),
– вибрационная болезнь (28),
– заболевания опорно-двигательного аппарата (14,4),
– заболевания органов слуха (10,8),
– кожные заболевания (5,9),
– заболевания органов зрения (2,2),
– прочие (9,5).
Особо опасные работы на промышленных предприятиях:
– монтаж и демонтаж тяжелого оборудования массой более 500кг;
– транспортирование баллонов со сжатыми газами, кислот, щелочных металлов и других опасных веществ;
– ремонтно-строительные и монтажные работы на высоте более 1,5 м с применением приспособлений (лестниц, стремянок и т. п.), а также работы на крыше;
– земляные работы в зоне расположения энергетических сетей;
– работы в колодцах, тоннелях, траншеях, дымоходах и др.
Наиболее травмоопасные профессии (%): водитель (18,9), тракторист (9,8), слесарь (6,4), электромонтер, газомонтер (6,3), газоэлектросварщик (3,9), разнорабочий (3,5).
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
Для оценки степени воздействия факторов техносферы на человека и выработки концепций защиты необходимо рассмотреть механизмы воздействия различных факторов на человека и возможные последствия этого воздействия.
Потоки масс, энергий и информации распределяясь в земном пространстве, образуют среду обитания для живой природы. Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда эти потоки находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой.
Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и / или среду. В естественных условиях такие взаимодействия наблюдаются при изменении климата и стихийных явлениях. В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены её элементами и действиями человека.
В основе возникновения негативных воздействий на человека и среду обитания лежит неравновесное состояние материального мира и прежде всего различия в энергетических характеристиках его компонентов, в уровнях тепловой, кинетической, электромагнитной и прочих видов энергии.
Негативные факторы классифицируют следующим образом:
1) по происхождению
естественные (кинетическая энергия ветра и водной стихии, высвобождающаяся энергия напряжений земной коры, термическая энергия вулканов)
антропогенные (связаны с появлением человеческого общества и его хозяйственной деятельности; общей главной причиной реализации антропогенных НФ с самого начала был неконтролируемый выход энергии)
2) по природе воздействия
физические (определяющим признаком является вид энергии (например, механической, тепловой или электромагнитной).
К этой группе относятся
основные неблагоприятные характеристики воздушной среды и освещенности;
механические факторы, включающие воздействие движущихся машин и механизмов, вибрации и ускорения;
акустические факторы (инфразвук, шум и ультразвук);
большой перечень электромагнитных излучений (ультрафиолетовая и инфракрасная радиация, высоко- и сверхвысокочастотные излучения, ионизирующая радиация, лазерное излучение и т.д.).
химические (определяется химической структурой вещества).
Эта группа включает
отклонения в естественном составе воздуха (слишком низкие или слишком высокие уровни парциального давления О 2 , и т.п.),
запылённость и загазованность воздуха.
биологические
К ним относят:
прямое воздействие живых организмов: повреждения от животных, пресмыкающихся и насекомых,
воздействие продуктов жизнедеятельности (например пыльцы) и биотехнологических производств. Последние, в частности, являются одним из основных источников аллергенов, т.е. веществ, вызывающих аллергические реакции и заболевания (например, бронхиальную астму или экзему).
психофизиологические (связана с трудовой деятельностью человека, т.е. это такие НФ, которые создают высокие уровни физических и нервно-психологических нагрузок и обусловленную ими степень тяжести и напряженности труда).
3) по характеру воздействия
активные , воздействующие собственной энергией (например движущиеся машины и механизмы, разрушающиеся конструкции, термические и электрические факторы)
пассивные , активизирующиеся за счёт энергии, носителем которой является сам человек (например, острые колющие и режущие предметы, неровности поверхности и т.д.).
4) по последствиям воздействия на человека
опасные (негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу)
вредные (негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию).
Отнесение ряда физических и химических НФ к вредным или опасным зависит от их количественных характеристик (интенсивности, концентрации, дозы и т.д.). Те факторы, которые в определенном диапазоне значений обеспечивают комфорт человеку, при других значениях становятся вредными или опасными.
Классификация опасных факторов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ):
опасные вещества
механические опасности
термические опасности
электрические опасности
Типы опасных и вредных факторов техносферы для человека и природной среды:
ингредиентные, биологические и энергетические загрязнения,
деградация природной среды,
информационно-психологические воздействия.
Виды опасных и вредных факторов техносферы:
выбросы и сбросы вредных химических и биологических веществ в атмосферу и гидросферу,
акустическое, электромагнитное и радиоактивное загрязнения,
промышленные и бытовые твердые отходы,
информационные и транспортные потоки.
Пространство, в котором возможно воздействие опасного или вредного фактора, называется опасной зоной .
К этим зонам относятся: зоны захвата машин, поверхности и выступы движущихся частей, рабочие зоны подъемно-транспортного оборудования, а также зоны вокруг разрушающихся зданий, механизмов, сосудов под давлением и т.д. Различают постоянные и временные опасные зоны, которые характеризуются геометрическими размерами, а временные - еще и вероятностью ее возникновения.
Условия, в которых создается возможность воздействия на человека опасных факторов, определяют как опасную ситуацию . Она возникает при нахождении человека в опасной зоне в момент реализации соответствующей опасности. Для характеристики опасных ситуаций используют вероятностные показатели.
Частоту или вероятность реализации опасностей и вызываемых ими несчастных случаев (НС) называют риском (риск аварии или отказа, риск НС и травмы). В математическом смысле риск представляет собой числовую характеристику случайной величины, используемой для описания опасности.
НС возможен при двух условиях : нахождения человека в опасной зоне в момент реализации опасности и отсутствия у него достаточных С3.
В условиях среды обитания, особенно в производственных условиях, человек подвергается, как правило, многофакторному воздействию, эффект которого может оказаться более значительным, чем при изолированном действии того или иного фактора.
При воздействии нескольких факторов на организмы различают:
комбинированное воздействие – суммарное действие нескольких факторов одной природы (напр., ряда химических веществ);
сочетанное воздействие – суммарное действие нескольких факторов различной природы (напр., химического вещества и ультрафиолетового излучения);
комплексное воздействие – многоплановое воздействие одного фактора (напр., поступление одного и того же вещества перорально, респираторно и через кожу).
Факторы вредности техногенной среды
К механическим колебаниям относятся: вибрация, шум, инфразвук, ультразвук. Это физические процессы, связанные с переносом энергии. При определенной величине и частоте они могут оказывать неблагоприятное воздействие на человека: вызывать различные заболевания, создавать дополнительные опасности.
К неионизирующим излучениям относят электромагнитные поля и излучения. Все промышленные и бытовые электро- и радиоустановки являются источниками искусственных полей и излучений разной интенсивности. К неионизирующим электромагнитным излучениям относят:
радиоволны;
колебания оптического диапазона: инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучение;
лазерное излучение.
Ионизирующим называется излучение, которое при взаимодействии со средой вызывает образование в ней заряженных атомов и ионов. Выделяют:
α-излучение; β-излучение; γ-излучение; рентгеновское; нейтронное.
Производственный микроклимат
Критериями комфортности производственной среды являются установленные значения температуры воздуха, оптимальной влажности и скорости движения воздуха на рабочих местах, температуры поверхностей в помещении, уровень освещенности.
В рабочей зоне производственных помещений должны быть созданы оптимальные идопустимые микроклиматические условия .
Контроль микроклимата проводят в рабочей зоне на высоте 1,5 м от пола. Повторяют эту процедуру в различное время дня и года, в разные периоды технологического процесса. Для измерения температуры и относительной влажности воздуха используют аспирационный психрометр Асмана. Скорость движения воздуха измеряется с помощью анемометров.
Комфортное состояние производственной среды определяется оптимальными показателями микроклимата по ГОСТ 12.1.005-88, СанПиН 2.2.4.584-96 и соблюдением нормативных требований к освещению по СНиП 23-05-95.
Производственный микроклимат зависит от климатического пояса и сезона года, характера технологического процесса, вида используемого оборудования, размеров помещений и числа работающих, условий отопления и вентиляции.
Эффективным средством обеспечения допустимых показателей микроклимата воздуха рабочей зоны является вентиляция. По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.
Существенным фактором, воздействующим на организм человека является освещение. При правильном освещении рабочей зоны и производственных помещений уменьшается количество несчастных случаев, повышается производительность труда. Отклонения в освещении наносят вред здоровью работающих, могут быть причиной заболеваний (близорукость, спазм, аккомодация), приводят к снижению умственной и физической работоспособности, увеличением числа ошибок в производственных процессах.
Освещение производственных помещений может быть:
естественным (создается прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода);
искусственным (создается электрическими источниками света);
совмещенным (недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным)
По конструктивному использованию естественное освещение подразделяют на боковое, верхнее и комбинированное, а искусственное - на общее и комбинированное.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, бактерицидным и др.
Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы - газоразрядные лампы и лампы накаливания.
Контроль освещенности проводится люксметром.
Характерные потоки масс, энергии и информации для различных компонентов системы «человек-среда обитания»:
Для техносферы характерны потоки всех видов сырья и энергии, многообразие потоков продукции и людских резервов; потоки отходов (выбросы в атмосферу, сбросы в водоёмы, жидкие и твёрдые отходы, различные энергетические воздействия).
Техносфера также способна создавать спонтанно значительные потоки масс и энергий при взрывах, пожарах, при разрушении строительных конструкций, при авариях на транспорте и т.п.
Основные потоки в естественной среде.
Солнечное излучение, излучение звёзд и планет;
Космические лучи, пыль, астероиды;
Электрическое и магнитное поля Земли;
Круговороты веществ в биосфере в экосистемах, в биогеоценозах;
Атмосферные, гидросферные и литосферные явления, в т.ч. – стихийные;
Основные потоки в техносфере.
Потоки сырья, энергии;
Потоки продукции отраслей экономики;
Отходы отраслей экономики;
Бытовые отходы;
Информационные потоки;
Транспортные потоки;
Световые потоки (искусственное освещение);
Потоки вещества и энергии при техногенных авариях;
Социальная среда потребляет и генерирует все виды потоков, характерные для человека как для личности. Кроме того, социум создаёт информационные потоки при передаче знаний, при управлении обществом, при сотрудничестве с другими общественными формациями. Социальная среда создаёт потоки всех видов, направленные на преобразование естественного и техногенного миров, формирует негативные явления в обществе, связанные с курением, потреблением алкоголя, наркотиков и т.п.
Основные потоки в социальной сфере.
Информационные потоки (обучение, государственное управление, международное сотрудничество и т.п.);
Людские потоки (демографический взрыв, урбанизация населения);
Потоки наркотических средств, алкоголя и др.;
Основные потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности.
Потоки кислорода, пищи, воды и иных веществ (алкоголь, табак, наркотики);
Потоки энергии (механической, тепловой, солнечной и др.);
Информационные потоки;
Потоки отходов процесса жизнедеятельности;
Потоки отходов возникают в соответствии с законом о неустранимости отходов и побочных воздействий производств : “В любом хозяйственном цикле образуются отходы и побочные эффекты, они не устранимы и могут быть только переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве ”.
| Признак классификации | Вид (класс) |
| По видам источников возникновения факторов По видам потоков в жизненном пространстве По величине 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 называется совокупность негативных факторов производственной среды, способных при определенных условиях привести к травме (несчастному случаю) или другому резкому ухудшению здоровья (острое отравление).
Вредными называется 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 «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» 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, длительное 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 собой системы 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 разработка программы ответной реакции. В ответ на изменение состояния внешней среды в организме человека формируется информация о необходимости изменения организации жизненных процессов таким образом, чтобы это внешнее изменение не привело к повреждению и гибели организма. Например, в ответ на повышение температуры внешней среды, которое может привести к повышению температуры тела и далее к необратимым изменениям в органах (коре головного мозга, органах зрения, почках), возникают реакции компенсаторного характера. Они могут быть поведенческими – внешними (уход в более прохладное место) или внутренними – снижение теплопродукции, повышение теплоотдачи.
Датчиками сенсорных систем являются специальные структурные образования нервных волокон, называемые рецепторами. Они представляют собой образования, предназначенные для трансформации внешней энергии различных видов раздражителей в специфическую активность нервной системы. Часть из них воспринимают изменения в окружающей среде (экстеро-рецепторы), а часть – во внутренней (интерорецепторы).
В зависимости от природы раздражителя, на который они настроены, рецепторы подразделяются на:
1) механорецепторы, представляющие периферические отделы соматической, скелетно-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. Они 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 (например, 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 собой клетку, снабженную подвижными волосками или ресничками (подвижными антеннами), обеспечивающими чувствительность рецепторов. Например, 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. Однако, когда действие постоянного раздражителя прекращается, чувствительность рецептора растет снова. Для адаптации рецепторов нет единого общего закона и в каждой сенсорной системе может 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). Например, 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 определенному рецептивному полю.
При длительном воздействии раздражителя на основе приобретенного опыта формируются условные рефлексы. Они непостоянны, вырабатываются на базе безусловных. Для образования условного рефлекса необходимо сочетание во времени какого-либо изменения среды, воспринятого корой больших полушарий, подкрепленного безусловным рефлексом.
Характер изменений в организме зависит от продолжительности внешних воздействий. Например, 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 совсем другие механизмы, так, например, 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. Например, в регуляции позы участвуют вестибулярный аппарат, грави - и проприорецепторы мышц, тактильные рецепторы кожи, рецепторы органа зрения. Поэтому те участки нервной системы, в которых происходит синтез первичной информации, ее окончательный анализ и сравнение полученного результата с ожидаемым (так называемое «опознание» образов) функционируют как единое целое. В этом случае разделение анализаторных систем невозможно еще и потому, что все 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 раздражителей из окружающей среды. К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания. Не следует смешивать понятие «орган чувств» и «рецептор», воспринимающий раздражение. Например, глаз – это 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 «орган чувств» является в значительной мере условным, так как он сам по себе не может обеспечить ощущение. Для возникновения субъективного ощущения необходимо, 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 – это глаза, зрительные нервы и зрительный центр, располагающийся в затылочной доле коры головного мозга.
Назначение зрительного анализатора – это 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. 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 определенной 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 чувствителен 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 может 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 соединенные 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 мозг.
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 слишком сильных звуках путем компенсации повышенного внешнего давления за счет воздействия на молоточек, наковальню, стремечко и барабанную перепонку.
Орган слуха воспринимает далеко не все многочисленные звуки окружающей среды. Частоты, близкие к верхнему и нижнему пределам слышимости, вызывают слуховое ощущение лишь при большой интенсивности и по этой причине 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.
Таким образом, 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. Например, 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 зеленого цвета, снижает – красного.
Вкус – ощущение, возникающее при воздействии раздражителей на специфические рецепторы, расположенные на различных участках языка. Вкусовое ощущение складывается из восприятия кислого, соленого, сладкого и горького; вариации вкуса являются результатом комбинации основных перечисленных ощущений.
Различные участки языка имеют неодинаковую чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка более чувствителен к сладкому, края языка – к кислому, кончик и края – к соленому, корень языка наиболее чувствителен к горькому.
Механизм восприятия вкусовых веществ связывают со специфическими химическими реакциями на границе вещество – вкусовой рецептор. Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определенных 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 основных 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 желез, доставляющих необходимые жирные кислоты. Окисление происходит в роговом веществе, поэтому так важен достаточный приток кислорода для профилактики кожных заболеваний. Кожа «дышит», например, если покрыть человека лаком, он начинает задыхаться.
Важной защитной функцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержании нормальной температуры тела), 80% всей 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 железами. C кожным салом могут выделяться некоторые лекарственные вещества (иод, бром), продукты промежуточного метаболизма, микробных токсинов и эндогенных ядов. Функция сальных и потовых желез регулируется вегетативной нервной системой.
Обменная функция кожи заключается в участии в процессах регуляции общего обмена веществ в организме, особенно, водного, минерального и углеводородного. Считают, что кожу можно условно рассматривать как железу внешней и внутренней секреции, с обширной поверхностью, богато снабженной сосудами, тесно связанную со всеми внутренними органами и другими эндокринными железами. Кожа и нервная система имеют одно эндодермальное происхождение. Следовательно, кожа – это “периферический мозг”, неутомимый сторож, который всегда 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. В зависимости от условий 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 исследователей, обусловлена теми же рецепторами, что и тактильная, поэтому топография распределения 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 разделены желеобразными клапанами (купулами) перекрывающими канал и пронизанными нервными окончаниями. Когда человек наклоняется, кивает головой, подвергается воздействию вибрации жидкость по инерции 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.
Кинестетический анализатор (проприоцепция) обеспечивает ощущение положения и движений тела и его частей. Имеется три вида рецепторов, воспринимающих:
а) растяжение мышц при их расслаблении – «мускульные веретена»;
б) сокращение мышц – сухожильные органы Гольджи;
в) положение суставов (обусловливающие так называемое «суставное чувство»).
Последние пока неизвестны; предполагается, что их функции выполняют глубинные рецепторы давления, обусловливающие подкожную чувствительность и суставное чувство сводится к подкожным ощущениям давления в определенных 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, т.е. сенсорная система, которая сигнализирует о деятельности внутренних органов, о состоянии нашей внутренней среды. Это интероцептивный, висцеральный анализатор. Постоянство внутренней среды – условие свободного существования организма.
В настоящее время под внутренней средой принято понимать: кровь, (точнее, плазму крови), лимфу и межклеточную жидкость (ликвору, в том числе и спинно-мозговую жидкость).
Поддержание специфического метаболизма (обмена веществ), т.е. первоосновы жизни, возможно только при поддержании строгого динамического постоянства внутренней среды организма. Этот основополагающий принцип был назван «гомео-стазом».
Можно назвать несколько параметров внутренней среды, поддержание которых особенно важно для жизни. Это содержание кислорода, углекислого газа, водородных ионов, ряда минеральных веществ, градиенты гидростатического давления, температуры и др. 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 всех 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 всеми 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 раздражителей.
Основным системообразующим фактором для отдельных физиологических систем является гомеостаз– стремление к внутреннему уравновешиванию. Гомеостаз – относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных 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 могут быть поводом к выходу организма из состояния динамического равновесия.
Однако, автоматически, на основе 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 необходимое 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 «цена адаптации», 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.
Таким образом, 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).
