Методичні вказівки щодо практичних занять з навчальної дисципліни "Безпека життєдіяльності"

В так звані критичні дні цикли “змінюють знак”, тобто проходить зміна півперіодів. Який саме перехід проходить - із позитивної фази в негативну чи навпаки, несуттєво. В критичні дні для даної людини функції, що входять в “сферу дії” відповідного ритму, досягають мінімуму. Особливо небезпечно, коли співпадають критичні дні двох чи всіх трьох ритмів. Ймовірність невимушених помилок, неадекватних дій і невірних рішень у такі дні максимальна.

Таблиця 3.2 - Види, цикли та пояснення біоритмічних циклів (дні)

Цикл	Сфера впливу	Позитивна фаза	Критичні дні	Негативна фаза
фізичний (23 доби)	рухова активність, фізична сила, витривалість, стійкість до хвороб і впливу несприятливих фізичних факторів	2 - 11	1 і 12	13 - 23
		максимальна енергія, сила, витривалість, найвища стійкість до впливу екстремальних факторів	нестабільність фізичного стану. Існує імовірність травм, аварій, загострень хронічних захворювань, головного болю	знижений фізичний тонус, швидка стомлюваність, деяке зниження опірності організму до захворювань
емоціональний (28 діб)	настрій, сила, багатство і стійкість, творчий настрій, інтуїція	2 - 14	1 і 15	16 - 28
		найбільш сприятливий час для спілкування, контактів, проходження тестів та іспитів	емоціональна нестійкість, схильність до зниження реакцій, пригнобленого стану, сварок	підвищена напруженість, часто поганий настрій
інтелектуальний (33 доби)	мислення, пам'ять, логіка, зосередженість, дотепність, гнучкість розуму	2 - 16	1 і 17	18 - 33
		творчі дні, більш сприятливий час для вирішення складних питань, винаходи	схильність до зниження уваги, помилкових висновків, погіршенню запам'ятовування	процес мислення млявий, переривчастий

Строга математична визначеність ритмів дозволяє за відомою датою народження людини завчасно вирахувати її критичні дні. В такі дні людині не залишається нічого іншого, як обминати небезпечні місця, утримуватися від прийняття рішень, з особливою увагою відноситися до ситуацій, в яких організм піддається тим чи іншим випробуванням. Тому теорія біоритмів попереджує людину від невимушених помилок, зменшує ризик діяльності, пом'якшує шкідливість, яка “приноситься” нещасливими днями. Особливості стану індивідуума в позитивному і негативному напівперіодах усіх трьох циклів, а також у критичні дні приведено в табл.3.2.

За деякими методиками можна вирахувати сумісність двох і більше осіб, як за окремими циклами, так і середньоінтегральну оцінку їхньої сумісності. Особливо важливо знати такі дані при створенні сім'ї, у командних видах спорту тощо. Адже біоритмічна несумісність людей може стати причиною конфлікту, зниження мотивації, перешкодою для досягнення бажаного результату.

3.2 Розв'язання задач пов'язаних з біоритмами людини

Вважається, що зміна біоритмічної активності відбувається плавно і підкоряється синусоїдальному закону. Знання даного фактору, а також відома тривалість фізичного, емоціонального та інтелектуального циклів дозволяють визначати будь-які показники пов'язані з циклічністю фізичного, емоціонального та інтелектуального станів людського організму. Достатньо знати лише дату народження.

3.3 Визначення амплітуди фізичного, емоціонального та інтелектуального циклів

Під амплітудою (біоритмічною активністю) відповідних циклів розуміють ординати їх синусоїдальних функцій на певну дату життя людини. На рис.5.2 це відрізки АФ, АЕ та АІ. Дані відрізки показують яку частку складає біоритмічна активність людини, відповідно для кожного із циклів, по відношенню до максимального значення. Для зручності величину відрізку виражають у відсотках. За величиною амплітуди досить легко оцінити можливості людини на конкретну дату.

Розрахунок біоритмічної активності проводять у такому порядку.

Для наочності розглянемо наступний приклад. Необхідно визначити біоритмічний стан особи, що народилася 6 березня 1981 року станом на 1 жовтня 2001 року.

1. Визначаємо кількість днів, які прожив даний індивідуум на 1.10.2001. Для цього скористаємося наступним способом.

Рисунок 3.1 - Числова вісь для розрахунку дат

На числову вісь нанесемо відомі дати і точку відліку А, відносно якої проводяться розрахунки. Кількість прожитих днів визначиться як різниця відрізків АС і АВ, тобто:

ВС = АС - АВ (3.1)

При розрахунках скористаємося таблицями 2.3 та 2.4.

Знаходимо величину відрізку АВ. Це кількість днів, що пройшли з 1.1.1900 до 6.03.1981 року. З таблиць 2.4 і 2.3 (відповідно) маємо:

АВ = 29587 + 60 + 6 = 29653 дні.

Величина відрізку АС складе:

АС = 36892 + 274 + 1 = 37167днів.

Шукана тривалість прожитих днів становить:

ВС = 37167 - 29653 = 7514 днів.

2. Визначаємо кількість повних біоритмічних циклів з початку життя і тривалість останнього циклу:

– емоціональний 7514/28 = 268,357; тривалість останнього циклу 0,357*28 10 днів.

– фізичний 7514/23 = 326,696; тривалість останнього циклу 0,696*23 16 днів.

– інтелектуальний 7514/33 = 227,697; тривалість останнього циклу 0,697*33 23 дні.

Таким чином інтелектуальний цикл знаходиться на 23-му дні з 33, емоціональний на 10-му з 28, фізичний на 16-му з 23. За інформацією табл.3.2 отримані значення дають змогу побіжно оцінити стан особи.

Таблиця 3.3 - Тривалість періоду між першим днем місяця і початком року (днів)

Дата	Рік	Дата	Рік
	високосний	звичайний		високосний	звичайний
1 січня	1	1	1 липня	183	182
1 лютого	32	32	1 серпня	214	213
1 березня	61	60	1 вересня	245	244
1 квітня	92	91	1 жовтня	275	274
1травня	122	121	1 листопад	306	305
1 червня	153	152	1 грудня	336	335

3. Амплітуда біоритмічної активності змінюється по синусоїдальній залежності f = sin(x), де х - аргумент, який вказує на частку поточного дня у відповідному циклі. Тоді амплітуда складе (в %):

A = sin(2р*тривалість останнього циклу /цикл) *100 (3.2)

У нашому прикладі маємо: АІ = sin (6,28*23/33) *100 = -94,5 %

АЕ = sin (6,28*10/28) *100 = 78,2 %

АФ = sin (6,28*16/23) *100 = -94,2 %

Якщо значення функції sin (x) обчислюють в градусній мірі, то у формулі 2 необхідно замість 2р підставити число 360.

Примітка. Для прискорення розрахунків замість дробу тривалість останнього циклу /цикл необхідно підставити значення залишку знайденого в попередньому пункті.

Таблиця 3.4 - Тривалість періоду між 1.1.1900 і початком конкретного року (днів)

Рік	Дні	Рік	Дні	Рік	Дні	Рік	Дні	Рік	Дні	Рік	Дні
1901	367	21	7672	41	14977	61	22282	81	29587	2001	36892
2	732	22	8037	42	15342	62	22647	82	29952	2002	37257
3	1097	23	8402	43	15707	63	23012	83	30317	2003	37622
4	1462	24	8767	44	16072	64	23377	84	30682	2004	37987
5	1828	25	9133	45	16438	65	23743	85	31048	2005	38353
6	2193	26	9498	46	16803	66	24108	86	31413	2006	38718
7	2558	27	9863	47	17168	67	24473	87	31778	2007	39083
8	2923	28	10228	48	17533	68	24838	88	32143	2008	39448
9	3289	28	10594	49	17899	69	25204	89	32509	2009	39814
10	3654	30	10959	50	18264	70	25569	90	32874	2010	40179
11	4019	31	11324	51	18629	71	25934	91	33239	2011	40544
12	4384	32	11689	52	18994	72	26299	92	33604	2012	40909
13	4750	33	12055	53	19360	73	26665	93	33970	2013	41275
14	5115	34	12420	54	19725	74	27030	94	34335	2014	41640
15	5480	35	12785	55	20090	75	27395	95	34700	2015	42005
16	5845	36	13150	56	20455	76	27760	96	35065	2016	42370
17	6211	37	13516	57	20821	77	28126	97	35431	2017	42736
18	6576	38	13881	58	21186	78	28491	98	35796	2018	43101
19	6941	39	14246	59	21551	79	28856	99	36161	2019	43466
20	7306	40	14611	60	21916	80	29221	2000	36526	2020	43831

Отримані результати показують, що фізичні та інтелектуальні здібності розглянутої особи 1 жовтня 2001 року слабкі, а емоціональні на достатньо високому рівні.

3.4 Побудова місячного графіка біоритмів

Такий графік наглядно показує періоди підйомів та спадів біоритмічної активності на протязі місяця. Місячний термін для побудови графіка вибрано тому, що фізичний, емоціональний та інтелектуальний цикли мають період близький до 30 днів, тобто з такого графіка можна отримати інформацію про позитивну і негативну фазу циклу та критичні точки. До того ж на один місяць найчастіше планують сімейні, побутові, виробничні та інші справи.

Методика приведена далі дозволяє будувати графіки біоритмічної активності не тільки на один місяць, а й на любий інший термін і полягає в знаходженні амплітуди біоритмічної активності по днях місяця.

По формулі 3.2 знаходимо значення АІ, АЕ і АФ для цього дня. Потім до значення тривалості останнього циклу додаємо 1 і повторюємо розрахунок до останнього дня місяця. Якщо значення тривалості останнього циклу зрівнюється з розміром циклу, то його величина для наступних днів починається з 1. Розрахункові

точки наносять на графік по днях місяця і з'єднують плавною кривою. Місячний графік для індивідуума, який народився 6.03.1981 року на жовтень 2001 року приведено нижче.

Рисунок 3.2 - Місячний графік біоритмів:

АФ, АЕ, АІ - біоритмічна активність, відповідно, за фізичним, емоціональним та інтелектуальними циклами

3.4 Знаходження критичних точок

Під критичними точками будемо розуміти дні життєвого циклу, коли амплітуда двох або трьох циклів одночасно дорівнює нулю. Інтелектуальний та фізичний цикли мають непарну кількість днів. У них перехід на другу половину циклу відбувається із зміщенням на пів доби. Це означає, що за день з потрійною точкою треба вважати добу, на протязі якої всі три цикли змінюють знак на протилежний (табл.3.5).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.3. - Графік біоритмічної активності з потрійною точкою

Найдемо найближчу потрійну точку для нашого прикладу. Тривалість життя складала 7514 днів. З таблиці 2.5 найближча потрійна точка припадає на 7854-й день після народження. На числовій осі (рис.5.1) це відрізок BD. Далі знайдемо величину відрізку AD, який кінцевою точкою відрізку D, прив'язаний до шуканої дати.

AD = AB + BD = 29653 + 7854 = 37507 днів.

З табл. 3.4 бачимо, що це 2002 рік. Різниця між отриманим числом та кількістю днів на 1.1.2002 дасть номер дня від початку року, на який припадає критична точка. Це: 37507 - 37257 = 250. З табл. 5.3 маємо, що для звичайного року, яким є 2002 це 250 - 244 = 6 день вересня. Найближча потрійна точка для нашого “піддослідного” буде 6 вересня 2002 року. Далі приведено місячний графік для цього випадку.

Приведену вище процедуру можна використати для знаходження подвійних точок. У припущенні, що відхилення 0,5 доби при перетині двома циклами нульової лінії є критичною точкою, такими точками будуть наступні дні людського життя, показані в табл. 5.5. Зрозуміло, що дати потрійних і подвійних точок співпадають.

3.5 Визначення біоритмічної сумісності двох людей

Біоритмічна сумісність - це збіг біоритмічної активності двох осіб по фізичному, емоціональному або інтелектуальному циклах.

Зрозуміло, що абсолютний збіг циклів можливий лише за умови, що вони починаються в дні життя кратні довжині циклу. Усі три цикли повністю збігаються тільки у близнюків і людей, що мають різницю у віці в 23*28*33 = 21252 дні, що складає 58 років 2 місяці і 7 днів.

Зміщення на півперіоду означає абсолютну несумісність. У цьому випадку синусоїди біоритмічної активності, відповідно, зсунуті на 11,5 діб для фізичного, 14 - для емоціонального і 17,5 - для інтелектуального циклів. Тому біоритмічну сумісність (несумісність) можна визначати відношенням зсуву кожного з циклів до довжини його напівперіоду.

Порівняння двох осіб на біоритмічну сумісність проводять за методикою приведеною нижче. Для наочності розглянемо приклад. Нехай необхідно визначити сумісність осіб, які народилися 6.03.1981 і 25.9.1991 років.

1. Визначаємо різницю у віці людей, для яких проводиться порівняння. Для цього знаходимо кількість днів, які прожив кожен із них на любу дату, а потім знаходимо різницю отриманих чисел. За іншим варіантом достатньо знайти кількість днів, що прожила старша людина на день народження молодшої. Вік особи, що родилася 6 березня 1981 року на 25 вересня 1991 року складе:

ДT = (33239 + 244 + 5) - 29653 = 3855 днів

2. Біоритмічну сумісність для кожного циклу обчислюємо за формулою:

д = 2|ост(ДT/T)*Т - Т/2)|/T*100, (3.3)

де ост(ДT/T) - залишок від ділення числа прожитих днів на тривалість відповідного циклу.

Підставимо значення і отримаємо для кожного із циклів:

- фізичний дФ = 2|ост(3855/23)*23 - 23/2)|/23*100 = 21,7%;

- емоціональний де = 2|ост(3855/28)*28 - 28/2)|/28*100 = 35,7%;

- інтелектуальний дІ = 2|ост(3855/33)*33 - 33/2)|/33*100 = 63,6%;

3. Середня сумарна біоритмічна сумісність складе:

дУ = (дФ + дЕ + дІ)/3 = (21,7 + 35,7 + 63,6)/3 = 40,3%.

Таблиця 3.5 - Дні життя людини з подвійними і потрійними точками

115	126	181	195	264	280	322	379	448	462	494	517	643	742
759	770	839	874	924	966	1023	1092	1105	1138	1161	1204	1253	1287
1386	1402	1414	1483	1518	1567	1610	1633	1666	1736	1782	1805	1848	1897
1932	2012	2029	2058	2127	2162	2254	2277	2310	2380	2392	2449	2491	2541
2576	2590	2656	2702	2771	2898	2921	2953	3024	3036	3052	3092	3151	3220
3234	3300	3346	3415	3514	3542	3608	3679	3696	3733	3794	3864	3877	3910
3976	3990	4059	4158	4174	4186	4289	4312	4339	4381	4438	4508	4554	4620
4634	4669	4703	4801	4818	4900	4933	4956	5025	5048	5082	5152	5197	5263
5278	5313	5348	5362	5428	5474	5543	5577	5600	5669	5692	5725	5796	5807
5824	5922	5956	5991	6006	6072	6118	6187	6244	6286	6313	6336	6440	6451
6468	6566	6635	6649	6715	6748	6762	6831	6888	6930	6946	6957	7084	7095
7111	7210	7279	7325	7392	7406	7474	7532	7573	7590	7601	7672	7705	7728
7854	7923	7969	8035	8050	8084	8134	8176	8245	8316	8349	8372	8464	8497
8567	8596	8613	8694	8728	8778	8820	8843	8889	8959	8992	9016	9058	9108
9142	9211	9223	9240	9338	9372	9421	9464	9487	9520	9533	9602	9660	9702
9751	9786	9855	9867	9883	9982	10108	10131	10164	10172	10246	10304	10345	10361
10430	10444	10499	10510	10626	10741	10752	10807	10821	10890	10906	10948	11005	11074
11088	11120	11143	11269	11368	11385	11396	11465	11500	11550	11592	11649	11718	11731
11764	11787	11830	11879	11913	12012	12028	12040	12109	12144	12193	12236	12259	12292
12362	12408	12431	12474	12523	12558	12638	12655	12684	12753	12788	12880	12903	12936
13006	13018	13075	13117	13167	13202	13216	13282	13328	13397	13524	13547	13579	13650
13662	13678	13718	13777	13846	13860	13926	13972	14041	14140	14168	14234	14305	14322
14359	14420	14490	14503	14536	14602	14616	14685	14784	14800	14812	14915	14938	14965
15007	15064	15134	15180	15246	15260	15295	15329	15427	15444	15526	15559	15582	15651
15674	15708	15778	15823	15889	15904	15939	15974	15988	16054	16100	16169	16203	16226
16295	16318	16351	16422	16433	16450	16548	16582	16617	16632	16698	16744	16813	16870
16912	16939	16962	17066	17077	17094	17192	17261	17275	17341	17374	17388	17457	17514
17556	17572	17583	17710	17721	17737	17836	17905	17951	18018	18032	18100	18158	18199
18216	18227	18298	18331	18354	18480	18549	18595	18661	18676	18710	18760	18802	18871
18942	18975	18998	19090	19123	19193	19222	19239	19320	19354	19404	19446	19469	19515
19585	19618	19642	19684	19734	19768	19837	19849	19866	19964	19998	20047	20090	20113
20146	20159	20228	20286	20328	20377	20412	20481	20493	20509	20608	20734	20757	20790
20798	20872	20930	20971	20987	21056	21070	21125	21136	21252	21367	21378	21433	21447
21516	21532	21574	21631	21700	21714	21746	21769	21895	21994	22011	22022	22091	22126
22176	22218	22275	22344	22357	22390	22413	22456	22505	22539	22638	22654	22666	22735
22770	22819	22862	22885	22918	22988	23034	23057	23100	23149	23184	23264	23281	23310
23379	23414	23506	23529	23562	23632	23644	23701	23743	23793	23828	23842	23908	23954
24023	24150	24173	24205	24276	24288	24304	24344	24403	24472	24486	24552	24598	24667
24766	24794	24860	24931	24948	24985	25046	25116	25129	25162	25228	25242	25311	25410
25426	25438	25541	25564	25591	25633	25690	25760	25806	25872	25886	25921	25955	26053
26070	26152	26185	26208	26277	26300	26334	26404	26449	26515	26530	26565	26600	26614
26680	26726	26795	26829	26852	26921	26944	26977	27048	27059	27076	27174	27208	27243
27258	27324	27370	27439	27496	27538	27565	27588	27692	27703	27720	27818	27887	27901
27967	28000	28014	28083	28140	28182	28198	28209	28336	28347	28363	28462	28531	28577
28644	28658	28726	28784	28825	28842	28853	28924	28957	28980	29106	29175	29221	29287
29302	29336	29386	29428	29497	29568	29601	29624	29716	29749	29819	29848	29865	29946
29980	30030	30072	30095	30141	30211	30244	30268	30310	30360	30394	30463	30475	30492
30590	30624	30673	30716	30739	30772	30785	30854	30912	30954	31003	31038	31107	31119
31135	31234	31360	31383	31416	31424	31498	31556	31597	31613	31682	31696	31751	31762
31878	31993	32004	32059	32073	32142	32158	32200	32257	32326	32340	32372	32395	32521
32620	32637	32648	32717	32752	32802	32844	32901	32970	32983	33016	33039	33082	33131
33165	33264	33280	33292	33361	33396	33445	33488	33511	33544	33614	33660	33683	33726
33775	33810	33890	33907	33936	34005	34040	34132	34155	34188	34258	34270	34327	34369
34419	34454	34468	34534	34580	34649	34776	34799	34831	34902	34914	34930	34970	35029
35098	35112	35178	35224	35293	35392	35420	35486	35557	35574	35611	35672	35742	35755
35788	35854	35868	35937	36036	36052	36064	36167	36190	36217	36259	36316	36386	36432
36498	36512	36547	36581	36679	36696	36778	36811	36834	36903	36926	36960	37730	37785

Примітка. Розрахунки в таблиці проведено за умови, що зміна знаку циклів відбувається на протязі 0,5 доби для подвійних і 1 доби для потрійних точок. 34970 - подвійна точка (якщо зміна знаку циклів відбувається за півдоби); 35742 - подвійна точка (якщо зміна знаків циклу відбувається одночасно); 35937 - потрійна точка.

ЗАВДАННЯ ДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4. Опрацювати матеріал теоретичних відомостей практичного заняття;

5. Побудувати місячний графік біоритмічної активності за амплітудами фізичного, емоціонального та інтелектуального циклів.

6. Визначити дати критичних днів з подвійними і потрійними точками.

7. Визначити біоритмічну сумісність двох осіб.

8. Відповісти на контрольні запитання.

Контрольні запитання

1. Види біоритмів та їх значення в житті людини.

2. Цикл біоритму, сфера впливу, позитивна і негативна фаза, критичні дні.

3. Знаходження амплітуди біоритмічної активності на конкретний день.

4. Характеристики ритмів людини (фізичний, емоціональний, інтелектуальний).

5. Знаходження подвійних та потрійних критичних точок.

6. Визначість біоритмічну сумісність двох осіб.

7. Дайте аналіз загального стану людини за даними біоритмічної активності на певну добу.

Рекомендована література до практичного заняття № 3

[8; 10; 11; 20; 21; 24]

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 4

Визначення концентрації радіонуклідів у трофічних ланцюгах. Визначення величини ефективного періоду напіввиведення в біологічних об'єктах.

Мета: 1. Засвоїти теоретичні відомості про особливості міграції радіонуклідів у ланках трофічних ланцюгів різних екосистем;

2. Засвоїти методику визначення концентрації радіонуклідів у ланках трофічних ланцюгів різних екосистем та розрахунків ефективного періоду напіввиведення біологічних об'єктів.

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

У трофічних ланцюгах різні речовини послідовно переходять від одного організму до іншого. Органічні речовини в цьому процесі перетворюються на специфічну для кожного виду рослин і тварин форму. Так, білки рослин в процесі харчування фітофагів, які їх поїдають, розщеплюються до амінокислот, і вже з них в організмі тварини синтезуються свої специфічні білки.

По-іншому поводяться радіонукліди і ксенобіотики (речовин, які на початку в природі не існували, а пізніше були синтезовані людиною). Такі речовини проходять через трофічні ланки в незмінному вигляді. У силу того, що розмір біомаси в екологічних пірамідах закономірно знижується при переході на новий, більш високий трофічний рівень, концентрація радіонуклідів в розрахунку на одиницю біомаси ставати вище. Даний ефект називається законом концентрування речовин у трофічних ланках.

Закономірності концентрації речовин у трофічних ланцюгах були детально вивчені на прикладі ДДТ - пестициду, що застосовується для знищення ряду комах, він відрізняється високою стійкістю. За даними Н. Гріна та ін (1990), в США в трофічному ланцюгу З чотирьох ланок концентрація ДДТ зростала наступним чином: у тілі водних рослин його концентрація дорівнює 0,04 г на один кг біомаси, у риб, що харчуються водними рослинами, вона зростала до 10 г на один кг біомаси, у хижих риб досягала до 50 г на один кг маси тіла, а у птахів, що харчуються рибою, досягала 75 г на один кг біомаси. Всього за чотири ланки трофічного ланцюга концентрація ДДТ у тканинах зростала в 1875 разів.

Аналогічним чином йде зміна концентрації у трофічних ланцюгах радіоактивних речовин. При переході радіоактивного цезію (137Cs), стронцію (90Sr) від однієї ланки трофічного ланцюга до іншого їх концентрація збільшується в 1,5-8 разів.

Концентрування речовин у трофічних ланцюгах має велике значення для всієї практики господарювання людини в природних екосистемах. Забруднення, яке вважається незначним при оцінці кількості радіонукліда в навколишньому середовищі, стає катастрофічно небезпечним при дії закону концентрування і небезпечним, перш за все для самої людини, який знаходиться на верхівці більшості трофічних ланцюгів.

Трофічні ланцюзі виконують ще й бар'єрну функцію. З функціями концентрування та бар'єру живої речовини пов'язана здатність екосистем до самоочищення. Вона проявляється по відношенню до великого класу речовин. Ряд із них, потрапляючи в трофічний ланцюг, поступово руйнується. Але така здатність біомів до самоочищенню не безмежна. Існує верхній граничний рівень концентрації, перевищення якого вже не дає можливість біому очиститися від певної речовини. Тут багато чого залежить від типу забруднюючої речовини і швидкості його проходження всередині екосистеми. При повільному проходженні забруднюючих речовин самоочищення екосистеми йде ефективніше, ніж при разових викидах в екосистему великої кількості радіонуклідів та ксенобіотиків.

Число ядер радіонукліда, що розпадаються в одиницю часу, в даний момент пропорційно наявному числу ядер, тобто швидкість радіоактивного розпаду весь час зменшується, асимптотично наближаючись до нуля. Зменшення радіоактивності може бути описано за допомогою рівняння в диференціальній формі. Кожен радіоактивний ізотоп має характеристичну константу (л), напіврозпаду радіонукліда Т 1/2 називають проміжок часу, за який число радіоактивних атомів даної речовини зменшується вдвічі. Число розпадів у одиницю часу визначає активність а радіонукліда; вона дорівнює добутку л на N (N - число радіоактивних ядер в даний момент). Згідно закону радіоактивного розпаду за проміжок часу, що дорівнюється 2 періодам напіврозпаду, кількість залишених ядер змініться і складе (1/2)2 частина, а за 10*Т 1/2 - (1/2)10 = 1 / 1024 частина. До цього часу кількість ядер, яка залишилась, становить менше 0,1%. Вважають, що збережеться одна тисячна частина початкової активності.

Встановлено, що під впливом радіоактивного стронцію-90, засвоєного організмом, спостерігається значне пошкодження окремих частин тіла, особливо скелета. Стронцій-90 випускає тільки слабо проникаючі в-частки, тому його значення при зовнішньому опроміненні невелика. У той же час він може бути вельми небезпечний як внутрішнє джерело радіації, оскільки його роль у процесах обміну речовин схожа з роллю кальцію і, подібно до кальцію, він відкладається і накопичується в кістках.

Для вимірювання концентрації радіоактивного стронцію запровадили так звану «стронцієвих одиницю», яка виражає активність стронцію-90 в пікокюрі на грам «кісткового кальцію». Вважається, що концентрація стронцію-90 в кістках не має перевищувати 100 стронцієвих одиниць. Якщо концентрація зросла хоча б на 10 одиниць, це слід розглядати як тривожний сигнал, на який негайно потрібно серйозну увагу.

Стронцій-90 потрапляє з ґрунту в кістки людини з рослинною їжею або з молоком корів, якщо ті паслися на заражених луках. Вміст радіоактивного стронцію в кістках обумовлено його концентрацією в ґрунті, тобто залежить від ступеня загального радіоактивного зараження навколишнього середовища. Оскільки організм легше засвоює кальцій, ніж стронцій, концентрація стронцію-90 в нової кісткової тканини, що утворилася після вживання в їжу заражених рослин, досягає приблизно 1/4 його концентрації щодо кальцію в ґрунті.

Для визначення шкідливого впливу радіонукліда після попадання останнього в організм людини встановлено так званий біологічний період напіввиведення, протягом якого половина поглиненого радіоактивного ізотопу покине організм.

За допомогою біологічний період напіввиведення Тбіол і фізичного періоду напіврозпаду Тфіз можна обчислити середній ефективний період впливу випромінювання на організм або будь-який орган: Тефф характеризує проміжок часу, протягом якого тканини організму піддавалися опромінюванню за рахунок розпаду поглиненого радіонукліда:

, (4.1)

У таблиці № 4.1 наведені значення Тфіз, Тбіол лля деяких радіонуклідів.

Таблиця № 4.1. - Значення Тфіз, Тбіол деяких важливих радіонуклідів (за Д.Тейлором, 2004)

Радіонуклід	Тфіз	Тбіол	Вид випромінювання
Тритій Н-3	12,26 року	19 днів	в-
Вуглець С-14	5730 років	35 днів	в-
Фосфор Р-32	14,3 днів	10 років	в-
Калій К-40	1,28*109 років	37 днів	в- , в+
Кальцій Са-45	165 днів	50 років	в-
Стронцій Sr-90	28,1 років	11 років	в-, г
Йод І-131	8,07 днів	138 днів	в-, г
Цезій Cs-137	30,23 років	70 днів	в-, г
Барій Ва-137	12,8 днів	200 днів	в-, г
Радон Rn-222	3,24 днів	-	б
Радій Ra-236	1600 років	55 років	б, г
Уран U-233	1,62*105 років	300 днів	б, г
Плутоній Pu-239	2,44*104 років	120 років	б, г

ЗАВДАННЯ ДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Опрацювати матеріал теоретичних відомостей практичного заняття;

2. Розв'язати розрахункові задачи та відповісти на контрольні запитання по варіантах:

Варіант	№ Розрах. задачи	№ Контр. запитання	Варіант	№ Розрах. задачи	№ Контр. запитання
1.	1; 15	1; 18	16.	2; 24	16; 3
2.	2; 16	2; 17	17.	3; 23	17; 2
3.	3; 17	3; 16	18.	4; 22	18; 1
4.	4; 18	4; 15	19.	5; 21	1; 13
5.	5; 19	5; 14	20.	6; 20	2; 14
6.	6; 20	6; 13	21.	7; 19	3; 15
7.	7; 21	7; 12	22.	8; 18	4; 16
8.	8; 22	8; 11	23.	9; 17	5; 17
9.	9; 23	9; 10	24.	10; 16	6; 18
10.	10; 24	10; 9	25.	11; 15	7; 1
11.	11; 25	11; 8	26.	1; 27	8; 2
12.	12; 26	12; 7	27.	2; 26	9; 3
13.	13; 27	13; 6	28.	3; 25	10; 4
14.	14; 26	14; 5	29.	4; 24	11; 5
15.	1; 25	15; 4	30.	5; 23	12; 6

РОЗРАХУНКОВІ ЗАДАЧИ

1. У ланках трофічного ланцюга біоценозу моря зміна концентрації радіонукліду 137Cs відбувається при переході від однієї ланки до іншої наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 8,4 рази, «консуменги 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 6,2 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 2,8 рази. Розрахувати, якою буде концентрація 137Cs у кінцевій ланці ланцюга, якщо в початковій вона становила 0,08 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

2. 2. У ланцюгах трофічного ланцюга біоценозу луки зміна концентрації радіонукліда 90Sr відбувається при переході від однієї ланки до іншої наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 7,2 рази, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 5,8 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 3, 2 рази. Розрахуйте, яка буде концентрація 90Sr у початковій ланці ланцюга, якщо в кінцевому вона становила 62 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

3. У ланках трофічного ланцюга біоценозу лісу зміна концентрації радіонукліда 137Cs відбувається при переході від однієї ланки до іншої наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 8,1 рази, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 6,3 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 4,1 рази. Розрахувати, яка буде концентрація 137Cs у початковій ланці ланцюга, якщо в кінцевому вона становила 84 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

4. У ланках трофічного ланцюга біоценозу степу зміна концентрацій радіонукліда 90Sr відбувається при переході від однієї ланки до іншої наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 9,1 рази, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 6,4 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 4,8 рази. Розрахувати, якою буде концентрація 90Sr у кінцевій ланці ланцюга, якщо в початковому вона становила 0,07 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

5. У ланках трофічного ланцюга біоценозу прісної водойми зміни концентрація радіонукліда Cs-137 відбувається при переході від однієї ланки до іншому наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 8 разів, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 5 разів, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 6,8 разів. Розрахувати, якою буде концентрація Cs-137 в кінцевій ланці ланцюга, якщо в початковій вона становила 0,04 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

6. У ланках трофічного ланцюга біоценозу лісу зміни концентрації радіонукліда Sr-90 відбувається при переході від однієї ланки до іншої наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 10 разів, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2 -го порядку» в 6,8 разів, «консументи 2-го порядку» > «консументи третього порядку» > в 1,8 разів. Розрахувати, якою буде концентрація Sr-90 в початковій ланці ланцюга, якщо в кінцевому вона становила 75 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

7. У ланках трофічного ланцюга біоценозу луки зміни концентрації радіонукліда Cs-137 відбувається при переході від однієї ланки ланцюга до іншого наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 11 разів, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 4,8 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 1,5 рази. Розрахувати, якою буде концентрація Cs-137 в початковій ланці ланцюга, якщо в кінцевому вона становила 58 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

8. У ланках трофічного ланцюга біоценозу моря зміни концентрації радіонукліду Sr-90 відбувається при переході від однієї ланки до іншому наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 9,8 рази, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-у порядку» в 5,6 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 2,4 рази. Розрахувати, якою буде концентрація Sr-90 в кінцевій ланці ланцюга, якщо в початковому вона становила 0,07 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

9. У ланках трофічного ланцюга біоценозу степу зміна концентрації радіонукліда U-238 відбувається при переході від однієї ланки до іншому наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 8,5 рази, «консументи 3-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 4,8 разів, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 2,9 рази. Розрахувати, якою буде концентрація U-238 в початковій ланці ланцюга, якщо в кінцевій становила 72 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

10. У ланках трофічного ланцюга біоценозу прісного водойми зміна концентрації Ra-226 відбувається при переході від однієї ланки ланцюга до іншого наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 7,2 рази, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 4,8 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 1,8 рази. Розрахувати, якою буде концентрація Ra-226 в початковій ланці ланцюга, якщо в кінцевій вона становила 68,2 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

11. У ланках трофічного ланцюга біоценозу болота зміна концентрації Тh-234 відбувається при переході від однієї ланки до іншої наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 8,2 рази, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 5,2 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи порядку» в 1,9 рази. Розрахувати, якою буде концентрація Th-234 в кінцевій ланці ланцюга, якщо на початку вона становила 0,028 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

12. У ланках трофічного ланцюга біоценозу ріки зміна концентрації.U-238 відбувається при переході від однієї ланки ланцюга до іншого наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 8 разів, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 5, 1 разу, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 2,2 рази. Розрахувати, якою буде концентрація U-238 в почав ланці ланцюга, якщо в кінцевому вона становила 54,9 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

13. У ланках трофічного ланцюга біоценозу пустелі зміна концентрації Ra-226 відбувається при переході від одного до іншого наступним чином: «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 8,8 рази, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 5,4 рази, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку» в 2,1 рази. Розрахувати, якою буде концентрація Ra-226 в кінцевому, ланці трофічного ланцюга, якщо в початковому вона становила 24,9 г па кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

14. У ланках трофічного ланцюга біоценозу тундри зміна концентрації радіонукліда Sr-90 відбувається при переході «продуценти» > «консументи 1-го порядку» в 10,1 рази, «консументи 1-го порядку» > «консументи 2-го порядку» в 7,1 разів, «консументи 2-го порядку» > «консументи 3-го порядку 2,8 рази. Розрахувати, якою буде концентрація Sr-90 в почав, ланці ланцюга, якщо в кінцевому вона складає 62,8 г на кг біомаси. Скласти схему трофічного ланцюга.

15. Визначити величину ефективного періоду напіввиведення плутонію-239 (у днях).

16. Визначити величину ефективного періоду напіввиведення урану-233 (у днях).

17. Визначити величину ефективного періоду напіввиведення * радію-226 (у днях).

18. Визначити величину ефективного періоду напіввиведення барію-137 (у днях).

19. Визначити величину ефективного періоду напіввиведення радону-222 (у днях).

20. Визначити величину ефективного періоду нолувиведенія калію-40 (у днях).

21. Визначити величину ефективного періоду напіввиведення кальція-45 (у днях).

22. Визначити величину ефективного періоду напіввиведення стронцію-90 (у днях).

23. Визначити величину ефективного періоду напіввиведення йоду-131 (в днях).

24. Визначити величину ефективного періоду напіввидення цезію-137 (у днях).

25. Обчислити величину ефективного напіввиведення тритію (у днях).

26. Обчислити величину ефективного напіввиведення вуглецю-14.

27. Обчислити величину ефективного напіввиведення фосфору-32.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Яка особливість переходу органічних речовин від одного ланки трофічного ланцюга до іншого.

2. Які речовини називають ксенобіотиками?

3. Які з радіонуклідів можна віднести до ксенобіотиків?

4. Яка особливість проходження по ланках трофічного ланцюга радіонуклідів?

5. Чому при проходженні радіонуклідів в екологічній піраміді від її заснування до вершини концентрація зростає?

6. Яким чином висловлюють концентрацію радіонуклідів у ланках трофічного ланцюга?

7. Яке значення має розрахунок концентрації радіонуклідів у ланках трофічного ланцюга і де вони застосовуються на практиці?

8. Яким чином пов'язані між собою поняття «число ядер радіонукліда, які розпалися в одиницю часу» та «загальне число ядер»?

9. Яку залежність від часу має швидкість радіоактивного розпаду радіонукліда?

10. Як визначають величину активності радіонукліда?

11. Які органи людського організму найбільш чутливі до стронцію-90?

12. Як визначають величину активності радіонукліда?

13. Які органи людського організму найбільш схильні до впливу стронцію-90?

14. Як пояснити той факт, що стронцій-90 має великий біологічний період напіввиведення?

15. Що таке «стронцієвих одиниця» і що вона означає?

16. Назвіть головні шляхи надходження радіонуклідів (стронцій-90) в організм людини? Зобразіть трофічний ланцюг.

17. Що таке біологічний період напіввидення?

18. Що таке ефективний період напіввиведення?

Рекомендована література до практичного заняття № 4

[1; 9; 12; 13; 17; 23; 26; 27]

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Александров Ю. А. Основы радиационной экологии : Учебное пособие / Ю. А. Александров. - Йошкар-Ола : Марийский государственный университет, 2007. - 268 с.

2. Безопасность жизнедеятельности / Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Залунин В.Ф., Довгаль В.Ф. - Ч. 3. - Днепропетровск: УК ОИМА - Пресс, 1995. - 196 с.

3. Безопасность жизнедеятельности. Ч. 1. - М.: ВАСОТ, 1992. - 136 с.

4. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / Под. ред. О.Н. Русака. - 1996. - 231 с.

5. Безпека життєдіяльності / Бедрія Я.І., Джиги рей В.С., Кидисюк А.І. та ін. Навчальний посібник. - Львів.: Афіша, 1999. - 275 с.

6. Безпека життєдіяльності у повсякденних умовах виробництв, побуту та у надзвичайних ситуаціях / Захарченко М.В., Орлов В.М., Голубєв А.К., Тітенко В.Ф. - Київ, 1996. - 160 с.

7. Безпека людини у життєвому середовищі / Голінько В.І., Шибка В.М., Мірошник Г.О., Безчастний О.В. - Дніпропетровськ: НГА України, 1988. - 172 с.

8. Белоус В. В. Темперамент и деятельность: Учебное пособие. - Пятигорск, 1990.

9. Вопросы радиоэкологии / Под ред. В. И. Баранова. - М. : Атомиздат, 1968. -329 с.

10. Гилева О. Б., Бочарова Т.В. Влияние социальных условий на структуру темперамента // Вопросы психологии. - 2000 -- № 4 - с. 73 - 75.

11. Гільбух Ю. З. Темперамент і пізнавальні здібності школяра: Діагностика, педагогіка. К., 1992.

12. Гродзинский, Д. М. Радиобиология растений : Учебное пособие / М. Д. Гродзинский . - Киев : Наукова думка, 1989. - 380 с.

13. Гродзинський, Д. М. Радіобіологія : Підручник. - 2-ге вид. / Д. М. Гродзинський. - К. : Либідь, 2001. - 448 с.

14. Желібо Є. П., Заверуха З.М., Зацарний В.В. Безпека життєдіяльності. - К.: “Каравела”, - Львів: “Новий Світ - 2000”, 2001. - 320 с.

15. Желібо Є. П., Заверуха Н. М., Зацарний В. В. Безпека життєдіяльності. - Київ, 2004. - 326 с.

16. Козлов А. Г. Цікава фізіологія в дослідах. - К.: “Парламентське видавництво”, 2003. - 59 с.

17. Криволуцкий, Д. А. Действие ионизирующей радиации на биогеоценоз : Учебное пособие / Д. А. Криволуцкий, Ф.А. Тихомиров. - М. : Наука, 1988. - 239 с.

18. Крикунов Г.Н., Беликов А.С., Залунин В.Ф. Безопасность жизнедеятельности. Ч. 1.2. - Днепропетровск: Пороги, 1992. - 412 с.

19. Лапін В.М. Безпека життєдіяльності людини. - Львів.: Львівський банківський коледж, 1998. - 192 с.

20. Ложкин Г. В., Повякель Н.И. Практическая психология конфликта: Учеб. пособие. - 2-е изд., стереотип. - К.: МАУП, 2002. - 256 с.

21. Михалевич Р. Ф. Анатомія та фізіологія. - К. : Здоров'я, 2001. - 173 с.

22. Миценко І. М. Забезпечення життєдіяльності. - Львів, 1996. - 160 с.

23. Моссэ И. Б. Радиация и наследственность: Генетические аспекты противорадиационной защиты : Научное издание / Ирма Борисовна Моссэ. - Минск : Университетское, 1990. - 208 с.

24. Небылицын В. Д. Проблемы психологии индивидуальности. М., 2000.

25. Огринський П. І., Єнкало В. М., Дембіцький С. І. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник. - Львів : Афіша, 1997. - 275 с.

26. Основи радіаційної медицини : Навчальний посібник / О. П. Овчаренко, А. П. Лазар, Р. П. Матюшко. - Одеса : Одеський державний медичний університет, 2002. - 208 с. - (Б-ка студента-медика).

27. Пивоваров Ю. П. Радиационная экология : Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю. П. Пивоваров, В. П. Михалев. - М. : Академия, 2004. - 440 с.

28. Пістун І. П. Безпека життєдіяльності. - Львів, 1996. - 180 с.

29. Пістун І. П., Кіт Ю.В. Безпека життєдіяльності (Психофізичні аспекти). Практичні заняття. - Львів: “Афіша”, 2000. - 239 с.

30. Пістун І. П., Кіт Ю. В., Березовецький А. П. Практикум з безпеки життєдіяльності. - Суми : Університетська книга, 2000. - 232 с.

31. Посібник для практичних занять з фізіології / Салевич В.І та ін. - К. : Здоров'я, 2003. - с. 514.

32. Русак О. Н., Малаян К. Р., Занько Н. Г. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. 5-е изд., стер. / Под ред. О.Н. Русака. - СПб. : Лань, 2002. - 448 с.

33. Савин В. Н. Действие ионизирующего излучения на целостный растительный организм : Учеб. пособие / В.Н. Савин. - М. : Энергоиздат, 1981. - 120 с.

34. Сарапульцев Б. И. Генетические основы радиорезистентности и эволюция : Монография / Б.И. Сарапульцев, С.А. Гераськин. - М. : Энергоатомиздат, 1993. - 209 с.

35. Стреляу Я. Роль темперамента в психическом развитии. - М., 1982.

36. Теплов Б. М. Психология и психофизиология индивидуальных различий. Избранные психологические труды. М., 1998.

37. Юрин В. М. Ксенофитофизиология: Учеб. пособие для студ. биол. ф-тов / В. М. Юрин, А. П. Кудряшов. ? Минск : БГУ, 1999. - 88 с.

38. Ярмоненко С. П. Радиобиология человека и животных : Учеб. для биол. спец. вузов. - изд. 3-е, перераб и доп. / С. П. Ярмоненко. - М. : Высшая школа. 1988. - 424 с.

Размещено на Allbest.ru