Экология человека. Человек в экстремальных условиях

Экология человека. Человек в экстремальных условиях

Понятие “Экология” было предложено Эрнстом Геккелем в 1866 году как название раздела биологии, изучающего вопросы взаимодействия организмов и окружающей среды. Возникновение науки “Экология” стало возможным благодаря накоплению достаточного количества сведений о многообразных живых организмах и особенностях их образа жизни. Ученые стали понимать, что взаимоотношения живых организмов с окружающей средой подчиняются определенным закономерностям. Сейчас понятие “Экология” приобрело широкое значение. Возникли новые направления, отражающие условия существования и развития различных объектов, явлений, процессов. Предметом исследования экологии человека являются все стороны жизнедеятельности человека, вопросы сохранения и развития здоровья людей с учетом взаимосвязи его с окружающей природной и социальной средой. Среди естественных наук экология впервые включила в себя интересы человека и превратилась из чисто естественной биологической в социальнобиологическую науку.

1. Экология человека

Возникновение и развитие человека происходило в определенной природной среде. Она формировала малые и большие человеческие расы, культурные типы древних людей. Человек - биосоциальное существо. Он вышел из природы, но и остался в ней. Он рождается, мужает, стареет и умирает по ее законам, хотя и видоизмененным социальными условиями жизни. Из природы, или видоизменяя ее, человек получает пищу, воду, воздух, все остальное, необходимое для его жизни. На него действуют космические излучения, солнечный свет, климат, погода. Умирая, человек своим телом входит в природный биологический цикл. Люди преобразуют природу и оказываются под воздействием не только чисто природной среды, но и той, которая создана ими самими. Этот огромный комплекс взаимосвязей человека и окружающей его среды исследует экология человека.

Природный ландшафт. Одна из сторон использования природных ресурсов человеком - отдых на лоне природы. Космос, погода планеты являются очень важными факторами, от которых зависит жизнь и здоровье людей. Но и такие местные факторы, как ландшафт, картина природы, местность могут также действовать на наше физическое и эмоциональное состояние. После пребывания в квартире, оказавшись на лугу, в лесу, в парке, всегда чувствуете облегчение. Тот, кто был взволнован, успокаивается, кто чувствовал упадок сил, ощущает бодрость и свежесть. Оказалось, что такое влияние на человека оказывает не только голубое небо, свежий воздух, но и рельеф местности, разнообразие растительности, то есть ландшафт в целом.

Природное окружение несет определенную информацию о его состоянии -- через форму, цвет, звук. Информация, усваиваясь, оказывает существенное влияние на организм и поведение человека. Так, эстетически привлекательная форма природного окружения возбуждает определенное отношение к нему, что сопровождается сильными положительными эффектами: радостью, удовольствием, любовью, наслаждением. Эти переживания включаются в жизненные процессы личности, создавая ощущение бодрости, желания и потребность действовать.

Звук и шум. Человек всегда жил в мире звука. Еще в давние времена рев зверя предупреждал нашего прародителя об опасности, шелест листьев, журчание ручья наполняли его душу спокойствием, воинственный боевой клич помогал устрашать неприятеля. Из всех живущих существ только человек в полной мере использовал свойства окружающей среды как проводника, носителя звуков. Он внес в мир звуков речь и музыку, сделал звук своим помощником. Естественные природные звуки мы склонны воспринимать как тишину. К сожалению, современный человек вносит в звуковой ландшафт много шумов. Шум оказывает особое, отрицательное влияние на умственную деятельность и легко может нарушить естественное течение жизни. Современный шумовой дискомфорт вызывает у живых организмов болезненные реакции. Звук от пролетающего реактивного самолета, например, угнетающе действует на пчелу, она теряет способность ориентироваться. Этот же шум убивает личинки пчел, разбивает открыто лежащие яйца птиц в гнезде. Транспортный или производственный шум действует угнетающе на человека -- утомляет, раздражает, мешает сосредоточиться. Как только он смолкает, человек испытывает чувство облегчения и покоя.

Уровень шума в 20--30 децибел (ЦБ) практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без которого невозможна человеческая жизнь. Для "громких звуков" допустимая граница составляет примерно 80 децибел. Звук в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущение, а в 150 -- становится для него непереносимым. Звук в 180 децибел вызывает усталость металла, а при 190 -- заклепки вырываются из конструкций. Недаром в средние века существовала казнь "под колокол". Звон колокола медленно убивал человека.

Шум мешает нормальному отдыху и восстановлению сил, нарушает сон. Систематическое недосыпание и бессонница ведут к тяжелым нервным расстройствам. Поэтому защите сна от шумовых раздражителей должно уделяться большое внимание.

Загрязнение окружающей среды. До 85% всех заболеваний современного человека связаны с неблагоприятными условиями окружающей среды, возникающими по его же вине - шум, курение, загрязнение окружающей среды и т.д.

Большинство экологически негативных последствий деятельности людей проявляется в изменении атмосферы -- ее физического и химического состава. Техногенные воздействия на атмосферу стали причиной таких глобальных изменений, как "парниковый эффект", разрушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей. Именно загрязнение атмосферы в наибольшей мере истощает адаптационные возможности человеческого организма. Атмосфера обладает мощной способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Движение воздуха приводит к рассеиванию примесей. Пылевые частицы выпадают из воздуха на земную поверхность под действием силы тяжести и дождевых потоков. Многие газы растворяются во влаге облаков и с дождями также достигают почвы. Воздух очищается от пыли и газа в кронах лесных деревьев. Под воздействием солнечного света в атмосфере погибают болезнетворные микробы. Но в настоящее время объем ежегодно выбрасываемых в атмосферу вредных веществ в мире резко возрос и составляет многие миллионы тонн. Это превышает пределы способности атмосферы к самоочищению. Особенно неблагоприятно складывается экологическая обстановка в городах, где сосредоточены крупнейшие промышленные объекты.

Загрязнение атмосферы может принять опасный характер в течение какого-то определенного времени на той или иной территории. Это может произойти как в результате аварийных ситуаций, так и вследствие изменения погодных условий. При изменении температур туман, загрязненный дымом, прижимается к поверхности земли, образуя так называемый "смог", вызывающий раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, а также обострение заболеваний легких. Описаны случаи, когда это приводило к трагическим последствиям -- повышению смертности больных детей и стариков.

Ионизирующее излучение. Ионизирующее излучение любого вида и происхождения (не обязательно связанного с авариями атомных реакторов) становится в наше время грозной опасностью для человечества. И чем дальше, тем больше, т.к. уровень радиационного загрязнения биосферы хотя и медленно, но повышается. Ионизирующие излучения -- это любые излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию положительно и отрицательно заряженных частиц, называемых ионами. Наибольшую долю естественного фона (около 70%) ионизирующих излучений составляют природные источники, в то время, как доля источников, которые связаны с приборами медицинских учреждений -- 29%, а всех остальных м около 1%. Несмотря на такое соотношение, общественность волнуют именно остальные источники. Авария на ЧАЭС не изменила фон в среднем по стране. Но для жителей районов, непосредственно затронутых катастрофой, величины и соотношения доз радиации от разных источников существенно отличаются от средних по странe. Ионизирующая радиация, как и другие постоянно действующие физические и химические факторы окружающей среды, в определенных пределах необходимы для нормальной жизнедеятельности. Таким благоприятным воздействием на человека обладают малые дозы ионизирующей радиации, свойственные природному радиационному фону, к которому за миллионы лет эволюции адаптирована жизнь на нашей планете. Известно, что воздействие ионизирующей радиации в очень малых дозах стимулирует развитие и рост растений. Десятки тысяч больных улучшают состояние своего здоровья на всемирно известных курортах с источниками минеральных вод, обладающих повышенным содержанием радона. Оздоровительный эффект достигается путем кратковременного дозированного облучения больных радоном и дочерними продуктами его распада на уровне повышенного природного радиационного фона. Малые дозы вызывают активацию восстановительных процессов, благодаря чему ускоряется выздоровление. В нашем столетии человечество подвергается воздействию ионизирующего излучения от искусственных источников, создаваемых для медицинских, научных, технических и военных целей. Опасность для человека могут представлять главным образом подобные техногенные источники. Радиация -- явление потенциально опасное, поэтому облучение человека подлежит контролю и нормированию. Нельзя допускать необоснованного воздействия радиации. Основной принцип радиационной защиты заключается в обеспечении как можно более низкого, разумно достижимого уровня воздействия.. Источниками опасного для жизни излучения могут быть испытания ядерного оружия, аварии на АЭС, некоторое специальное оборудование.

Это далеко не полный перечень тех факторов, от которых во многом зависит жизнь и здоровье всех живущих на Земле людей. Однако, даже из приведенных данных понятно, что на всех этапах исторического развития, начиная с первобытнообщинного строя, от человека требовалась исключительная выносливость и сила, чтобы справиться с теми испытаниями, которые выпадали на его долю во взаимоотношениях с природой.

2. Человек в экстремальных условиях

Экстремальными условиями считаются опасные условия среды, к которым организм не имеет должных адаптаций. Человек, как и любой другой живой организм, приспособлен к жизни в определенных условиях температуры, освещенности, влажности, гравитации, излучений, высоты над уровнем моря и т.д. Эти свойства выработались у него в процессе эволюционного развития. Попадая в экстремальные условия, человек может адаптироваться к ним до определенных пределов. Например, большинство людей на Земле живет на высоте до 3000 м над уровнем моря. Около 15 млн. человек - на высоте до 4800. Но на высоте выше 5500 м человек не может жить постоянно. У него резко ухудшается здоровье, происходит стремительное развитие болезней, что может привести к неминуемой гибели, если не вернуться к привычным условиям жизни. Это связано с очень низким парциальным давлением вдыхаемых и выдыхаемых газов, большим перепадом дневных и ночных температур, повышенной солнечной радиацией, а также высокой плотностью высокоэнергетических тяжелых частиц. Основную проблему для человеческого организма в таких условиях представляет перенос атмосферного кислорода к клеткам. Примером могут служить альпинисты --- покорители высокогорных вершин. 8- тысячники Гималаев они могут покорять только в кислородных масках и находиться на такой высоте можно не более часов.

Еще одним видом экстремальных условий является влажность. Высокая влажность характерна для тропических лесов. Лесные заросли почти не пропускают света, преграждая путь ультрафиолетовым лучам. Здесь жарко и влажно, как в теплице. Средняя температура +28С (колебания в пределах 3-9С), средняя относительная влажность 95% ночью и 60-70% днем. Ветры в лесах очень слабые. Воздух насыщен углекислым газом и полон запахов, испарений, микроскопических волосков, чешуек и волокон. Уровень испарений здесь в 3 раза выше средних показателей планеты в целом. Примером адаптации к таким экстремальным условиям могут служить размеры людей, живущих в тропических лесах. Они ниже ростом и весят меньше тех, которые живут на открытых местах. Их средний вес 39.8 кг при росте 144 см. Для жителей саванны эти показатели равны 62.5 кг и 169 см. По сравнению с представителями других групп населения потребление кислорода при физической нагрузке, объем легких и частота пульса у них выше среднего.

Температура окружающей среды представляет собой важнейший и зачастую ограничивающий жизненные возможности экологический фактор и вид экстремальных условий, который практически каждый человек в течение жизни может испытать на себе. Мы живем и комфортно себя чувствуем в довольно узком интервале температур. В природе же температура не постоянна и может колебаться в довольно широких пределах (+60…. - 60С).

Резкие колебания температуры - сильные морозы или зной - неблагоприятно действуют на здоровье людей. Однако существует много приспособлений для борьбы с охлаждением или перегревом.

Возьмем, к примеру, экстремальные условия Севера. Акклиматизация эскимосов (а они и сейчас живут в условиях ледникового периода) основывается на вазомоторно-нервных регуляциях. Звери на севере приспосабливают свой организм к пониженной отдаче энергии. У некоторых это вызывает даже необходимость зимней спячки. Люди в тех же обстоятельствах реагируют повышенной отдачей энергии. Это требует развития способности добывать себе достаточное количество пищи, а также влияет на выбор еды. Она должна быть максимально полезной человеку. Эскимосская пища для нас была бы несъедобной, поскольку она должна содержать большое количество чистого жира. Обычный ужин, например, происходит следующим образом: эскимос отрезает длинную полоску сырого подкожного сала, заталкивает к себе в рот столько, сколько войдет, возле самых губ отхватывает порцию ножом, а остальное вежливо передает сидящему рядом. И в других случаях в Арктике, кроме мяса, не подается ничего, а единственной зеленью у эскимосов является заквашенное содержимое оленьих желудков, представляющее собой переваренные лишайники.

Как показывает опыт полярных экспедиций прошлых и нынешних лет, далеко не все из них смогли выдержать суровые условия полярного Севера (или Антарктиды) и приспособиться к ним.

Многие погибли из-за неправильно подобранного питания и снаряжения.

Морозы, разразившиеся в одну из зим в Западной Европе, привели к катастрофическим последствиям и сопровождались человеческими жертвами. В те же дни в Верхоянске (полюс холода) при температуре -57С школьники 8-9 лет ходили на занятия в школу, а табуны чистопородных домашних лошадей, сопровождаемые пастухами, паслись как обычно.

Невесомость -- это относительно новый вид экстремальных условий, возникший в результате освоения человеком космических пространств. Перед первым полетом человека в космос некоторые ученые утверждали, что он не сможет работать в состоянии невесомости и, более того, полагали, что психика нормального человека не выдержит встречи с невесомостью. Полет первого космонавта опроверг эти прогнозы. Проявление невесомости начинает проявляться с нарушения деятельности вестибулярного аппарата, внутреннего уха, зрения, кожной и мышечной чувствительности. Человек испытывает ощущение, будто он совершает полет головой вниз. Как выраженность, так и продолжительность этих симптом индивидуальна. По мере увеличения срока пребывания в невесомости они ослабевают но, как правило, вновь возникают в первые часы и дни после возвращения на Землю в условиях земной силы тяжести. В невесомости нет гидростатического давления крови, а поэтому начинается действие реакций, вызванных невесомостью самой крови. Происходит перераспределение крови: из нижней части она устремляется в верхнюю. Это приводит к сдвигам в обмене веществ сердечной мышцы и постепенному ее ослаблению. Кроме того, появляются симптомы, связанные с отсутствием нагрузки на костно-мышечную систему. Развивается атрофия мышц, ответственных за организацию позы в условиях действия силы земного тяготения. В связи с потерей солей кальция и фосфора изменяется прочность скелета, особенно в продолжительных полетах. И тем не менее в условиях невесомости человек может приспособиться к отсутствию гравитации и гидростатическому давлению крови.

Человек - существо социальное. Поэтому, кроме природных экстремальных ситуаций, могут возникать и критические ситуации, связанные с жизнью человека в обществе. В течение сравнительно короткого отрезка своей истории человечество прошло через периоды рабства, крепостного права, мировых войн. Условия жизни - скученность, страх, недоедание, болезни - являются причиной серьезных, порой непереносимых страданий для многих людей. В таких условиях возникают острые физические, психические и социальные стрессы создающие угрозу для жизни. здоровья и благополучия людей.

Воздействие стресса сказывается на основных физиологических реакциях центральной нервной системы, а также на деятельности желез внутренней секреции. Биологически активные вещества, вырабатываемые эндокринными железами (гормоны), совместно с нервными импульсами оказывают влияние практически на каждую клетку организма.

Однако и в стрессовых условиях у человека развиваются адаптивные явления.

Человек всегда обладал способностью адаптироваться к естественной и искусственной среде. Это процесс, в результате которого человек постепенно приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенным факторам окружающей среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью. Полная адаптация человека в экстремальных ситуациях сохраняет возможность интеллектуальной деятельности, соответствующее ситуации поведение и продолжение рода. Однако нужно помнить, что продолжительные, интенсивные, многократно повторяющиеся нагрузки вызывают реакции, приводящие в конечном счете к подрыву физического здоровья.

Адаптация человека - это процесс, в результате которого организм постепенно приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенным факторам окружающей среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью, и решать задачи, ранее неразрешимые.

Транспортные происшествия являются катастрофической эпидемией нашего времени. В течении 10 лет во всем мире при дорожных происшествиях погибли 22 млн. человек. Конечно, не всегда дорожно-транспортное происшествие можно отнести к экстремальным условиям. Но бывают случаи, когда во время ДТП люди действительно попадают в экстремальную ситуацию. Например, 22 июля 1970 года в Дели паводковой волной с шоссе в ближайший овраг было смыто 25 автобусов, 5 такси и один военный автомобиль. Лишились жизни большое количество людей, Причиной смерти было не только само ДТП, но и паника, возникшая среди людей.

Как правило, наибольшие по количеству жертв - железнодорожные и морские катастрофы, связанные с крупными пассажирскими перевозками.

2 марта 1944 года в тоннеле неподалеку от Салерно в Италии остановился поезд с солдатами, едущими в отпуск: в дыму задохнулись 526 человек. Когда 22 октября 1949 года вблизи городка Новы Двор в Польше сошел с рельсов скорый поезд Гданьск - Варшава, это стоило жизни двум сотням человек. Самой крупной железнодорожной катастрофой была авария экспресса на мосту восточнее Хайдарабада а Индии 28 сентября 1954 года: поезд рухнул в реку, погибли 1172 человека. На утонувшем пароме «Ускудар» в Стамбуле нашли свою смерть 238 человек. И другие факты.

В отличие от природных катастроф, транспортные происшествия - явление в первую очередь социальное. С развитием новых современных видов транспорта возникают и новые проблемы.

В последнее время мы стали свидетелями разительного паления осторожности и повышенной рискованности людей. Это явление общего порядка в системе человек - машина. Мы привыкли к эффективности техники и мало принимаем во внимание возможность ее отказа. Кое-кто просто забывает, чем грозит подобная беспечность и кому за нее придется расплачиваться.

То же касается опасных производств, на которых работают с высоко токсичными микроорганизмами, с радиоактивными веществами, и т.д.

Заключение

Человек всегда обладал способностью адаптироваться к естественной и искусственной среде. Это процесс, в результате которого человек постепенно приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенным факторам окружающей среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью. Полная адаптация человека в экстремальных ситуациях сохраняет возможность интеллектуальной деятельности, соответствующее ситуации поведение и продолжение рода. Однако нужно помнить, что продолжительные, интенсивные, многократно повторяющиеся нагрузки вызывают реакции, приводящие в конечном счете к подрыву физического здоровья.

Список используемой литературы

И.М. Мамедов, И.Т. Суравегина. Экология (учебное пособие). 9-11 классы.

В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, В.И. Сивоглазов. Биология.

Й. Дворжак. Земля, люди, катастрофы.

Б.Т. Величковский и др. Здоровье людей и окружающая среда (учебное пособие).