Лекция 1 Система «человек среда обитания» и основы взаимодействия в ней Основные понятия, термины и определения Человек существует в процессе

1 Лекция 1 Система «человек среда обитания» и основы взаимодействия в ней Основные понятия, термины и определения Человек существует в процессе жизнедеятельности, непрерывном взаимодействии со средой обитания в целях удовлетворения своих потребностей. Жизнедеятельность - совокупность процессов, протекающих в живом организме, служащих поддержанию в нём жизни и являющихся проявлениями жизни. Она протекает в условиях, создающих угрозу для жизни и здоровья человека. Жизнедеятельность характеризуется качеством жизни и безопасностью. Деятельность - это активное сознательное взаимодействие человека со средой обитания. Формы деятельности разнообразны. Результатом любой деятельности должна быть её полезность для существования человека. Но одновременно с этим любая деятельность потенциально опасна. Она может быть источником негативных воздействий или вреда, приводит к заболеваниям, травматизму и обычно заканчивается потерей трудоспособности или смертью [3]. Человек осуществляет деятельность в условиях техносферы или окружающей природной среды, то есть в условиях среды обитания. Среда обитания - это окружающая человека среда, осуществляющая через совокупность факторов (физических, биологических, химических и социальных) прямое или косвенное воздействие на жизнедеятельность человека, его здоровье, трудоспособность и потомство. В жизненном цикле человек и окружающая среда обитания непрерывной взаимодействуют и образуют постоянно действующую систему человек - среда обитания. Наиболее характерными являются системы: - человек природная (окружающая) среда; - человек машина среда рабочей зоны;

2 - человек городская (бытовая) среда. Во всех вариантах системы «человек - среда обитания» постоянным является человек, а среда обитания дополнительно определяется его выбором. Однако человек является элементов гетерогенным. В различных моделях деятельности он одновременно или последовательно может выполнять до трех функций: быть объектом защиты, источником опасности и средством обеспечения безопасности. Основная мотивация человека в его взаимодействии со средой: - обеспечение своих потребностей в пище, воде и воздухе; - создание и использование зашиты от негативных воздействий среды обитания [9]. Состав окружающей среды В составе окружающей среды выделяют природную, техногенную, производственную и бытовую среду. Каждая среда может представлять опасность для человека. Природная среда (биосфера) область распространения жизни на Земле, не испытавшая техногенного воздействия (атмосфера, гидросфера, верхняя часть литосферы). Она обладает как защитными свойствами, так и рядом негативных факторов. Техногенная среда (техносфера) среда обитания, созданная с помощью воздействия людей и технических средств на природную среду с целью наилучшего соответствия среды социальным и экономическим потребностям. На современном этапе развития человека общество непрерывно взаимодействовало на среду обитания. Ниже показана схема взаимодействия человека со средой обитания (рис.1). 2

3 Рис.1. Схема взаимодействия человека со средой обитания В 20 веке на Земле возникли зоны повышенного антропогенного и техногенного влияния на природную среду. Это привело к частичной и полной деградации. Этим изменениям способствовали следующие эволюционные процессы: - рост численности населения и урбанизация; - рост потребления энергии; - массовое использование транспорта. Система «человек - среда обитания» и потоки в ней В системе «человек среда обитания» происходит непрерывный обмен потоками вещества, энергии и информации. Это происходит в соответствии с законом сохранения жизни Ю.Н. Куражковского: «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации». Обмен потоками вещества и энергии характерен и для процессов, происходящих без участия человека (поступление на Землю солнечной энергии, перенос воздушных масс, водные потоки и т. п.). Потоки веществ, энергии и информации имеют естественную, техногенную и антропогенную природу, они во многом зависят от масштабов преобразующей деятельности человека и от состояния среды обитания. Человек, и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в комфортных условиях, когда потоки вещества, энергии и 3

4 информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Характерные потоки масс, энергий и информации жизненного пространства следующие: Потоки в естественной среде: - солнечное излучение, излучение звезд и планет; - космические лучи, пыль, астероиды; - электрическое и магнитная поля Земли; - круговороты веществ в биосфере в экосистемах, в биогеоценозах; - атмосферные, гидросферные и литосферные явлениями. Потоки в техносфере: - сырья, энергии; - продукции отраслей экономики; - отходы экономики; - информационные; - транспортные; - световые (искусственное освещение); - при техногенных авариях и др. Потоки в социальной среде: - информационные (обучение, государственное управление, международное сотрудничество и т. п.); - людские (демографический взрыв, урбанизация населения); - наркотических средств, алкоголя и др. Потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности: - кислорода, воды, пищи и иных веществ (алкоголь, табак, наркотики и т. п.); - энергии (механической, тепловой, солнечной и др.); - информации; - отходов процесса жизнедеятельности и др. 4

5 Взаимодействие в системе «человек окружающая среда» В начале ХХ в. зоолог В. Шелфорд сформулировал закон толерантности: «Лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости организма к заданному фактору». Зона оптимума с точкой комфорта (точка максимума жизненного потенциала) и зоны допустимых значений фактора воздействия являются областью нормальной жизнедеятельности, а зоны с большими отклонениями фактора от оптимума называются зонами угнетения (рис.2). Пределы толерантности по фактору воздействия совпадают со значениями минимума и максимума фактора, за пределами которых существование организма невозможно (это зона гибели). Рис.2. Графическое изображение закона толерантности В. Шелфорда Закон толерантности имеет отношение только к природным факторам воздействия. Изменяя потоки в среде обитания, можно получить ряд характерных ситуаций взаимодействия в системе «человек среда обитания»: - комфортные (оптимальные) условия деятельности и отдыха. К данным условиях человек приспособлен в большей степени. Проявляется 5

6 наивысшая работоспособность, гарантируются сохранение здоровья и целостность компонентов среды обитания. - допустимые. Характеризуются отклонением уровней потоков веществ, энергии и информации от номинальных значений в допустимых пределах. Данные условия труда не оказывают негативное воздействие на здоровье, но приводят к дискомфорту и снижению работоспособности и продуктивности деятельности. Не вызываются необратимые процессы у человека и среды обитания. Допустимые нормы воздействия закрепляются в санитарных нормах. - опасные. Потоки веществ, энергии и информации превышают допустимые уровни воздействия. Оказывают негативное воздействие на здоровье человека. При длительном воздействии вызывают заболевания и приводят к деградации природной среды. - чрезвычайно опасные. Потоки за короткий срок могут нанести травму или привести к смерти, вызывая необратимые разрушения в природной среде Таким образом, воздействие среды обитания на живое тело может быть позитивным или негативным, характер воздействия определяют параметры потоков и способность живого тела воспринимать эти потоки. Из перечисленных видов воздействия среды обитания на человека первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно опасное) являются недопустимыми для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития среды обитания. Безопасность можно обеспечить двумя путями: - устранением источников опасности; - повышением защищенности от опасностей, способности надежно противостоять им. Безопасность жизнедеятельности наука, изучающая опасности, средства и методы защиты от них. 6

7 Опасность это угроза природной, техногенной, экологической, военной и другой направленности, осуществление которой может привести к ухудшению состояния здоровья и смерти человека, а также нанесению ущерба окружающей природной среде. При анализе процесса действия опасностей в системе «человек техносфера» следует учитывать следующее: - аксиому об одновременном воздействии опасностей; - наличие совокупного воздействия опасностей на объект защиты. Аксиома об одновременном воздействии опасностей: «Потоки вещества, энергии и информации, генерируемые их источниками, не обладают избирательностью по отношению к объектам защиты и одновременно воздействуют на человека, природную среду и техносферу, находящихся в зоне их влияния». Отсюда следует, что вибрация любого здания одновременно воздействует на людей, строительные материалы и конструкции, на коммуникации и устройства, находящиеся в нем. Результат воздействия вибрации одной интенсивности на все находящиеся в здании объекты может быть различным (опасным или неопасным) и полностью определяется способностью объекта защиты (человек, коммуникация и т. п.) к восприятию возникшей в этом здании вибрации. При оценке воздействия опасностей на объект защиты необходимо учитывать также, что любой объект воспринимает одновременно все потоки вещества, энергии и информации, поступающие в зону его пребывания в соответствии с аксиомой о совокупном воздействии опасностей: «На любой объект защиты одновременно воздействуют все потоки, поступающие извне в зону его пребывания». Для современного состояния системы «человек техносфера» характерны два вида негативных ситуаций, связанных с воздействием опасностей на человека. 7

8 I ситуация длительное воздействие постоянных или переменных опасностей ограниченной интенсивности в локальных, региональных и глобальных зонах. Сюда относят ситуации, связанные с длительным действием опасностей на производстве, в быту и в городе, а также действия глобальных опасностей (потепление климата, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, повышение радиоактивного фона атмосферы). II ситуация кратковременные воздействия импульсных опасностей высокой интенсивности в локальных, региональных и глобальных зонах. Сюда относят ситуации, связанные с техногенными авариями, катастрофами и стихийными бедствиями. Допустимое воздействие вредных факторов на человека и среду обитания Вредный фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию. Вредное воздействие на человека - воздействие факторов среды обитания, создающее угрозу жизни и здоровью будущих поколений. Совокупность и уровень различных факторов производственной среды существенно влияют на условия труда, состояние здоровья и заболеваемость работающих. Особенности возникающих при этом негативных изменений в организме и мер по их предупреждению определяются характером воздействующего вредного фактора производственной среды. При оценке воздействия негативных факторов на человека следует учитывать степень влияния их на здоровье и жизнь человека, уровень и характер изменений функционального состояния и возможностей организма, его потенциальных резервов, адаптивных способностей и возможности развития последних. При оценке допустимости воздействия вредных факторов на организм человека исходят из биологического закона субъективной количественной оценки раздражителя Вебера - Фехнера. Он выражает связь между 8

9 изменением интенсивностью раздражителя и силой вызванного ощущения. На базе закона Вебера - Фехнера построено нормирование вредных факторов. Чтобы исключить необратимые биологические эффекты, воздействие факторов ограничивается предельно допустимыми концентрациями. Предельно допустимый уровень или предельно допустимая концентрация - это максимальное значение фактора, которое, воздействуя на человека, не вызывает у него и у его потомства биологических изменений даже скрытых и временно компенсируемых, в том числе заболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных возможностей, иммунологических реакций, нарушений физиологических циклов, а также психологических нарушений. ПДК и ПДУ устанавливают для производственной и окружающей среды. При их принятии руководствуются следующими принципами: - приоритет медицинских и биологических показаний к установлению санитарных регламентов перед прочими подходами (технической достижимостью, экономическими требованиями); - пороговость действия неблагоприятных факторов (в том числе химических соединений с мутагенным или канцерогенным эффектом действия, ионизирующего излучения); - опережение разработки и внедрения профилактических мероприятий до появления опасного и вредного фактора. 9