Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кафедра медицины катастроф, безопасности жизнедеятельности

Реферат

Негативные факторы техносферы и их физиологическое воздействие на организм (акустические, вибрационные, электромагнитные, радиационные, химические, пожаро-, взрывоопасные)

2023

Содержание

Введение

1.Понятие и структура техносферы

2.Допустимое воздействие вредных факторов на человека и среду обитания

3.Химические и загрязняющие факторы техносферы

4.Воздействие вибраций и акустических колебаний на человека

5.Электромагнитные и ионизирующих факторы техносферы

6.Пожаро-, взрывоопасные факторы техносферы

Заключение

Список литературы

Введение

Человек и окружающая его среда обитания образуют постоянно действующую систему "человек - среда обитания", в которой человек непрерывно решает, как минимум, две основные задачи: обеспечивает свои потребности в пище, воде и воздухе; создает и использует защиту от негативных воздействий со стороны среды обитания.

К источникам естественных негативных воздействий относятся: стихийные явления в биосфере: изменения климата, грозы, землетрясения и т.п. Биосфера постепенно утрачивала свое господствующее значение и в населенных людьми регионах стала складываться новая сфера, главным составляющим которой становится иной, ранее природе неизвестный, вид деятельности - производственная и непроизводственная деятельность человечества со своими законами, материальными и энергетическими потоками.

Вторгаясь в природу, законы которой еще далеко не познаны, создавая новые технологии, люди формируют искусственную среду обитания - техносферу.

По научным данным, на сегодняшний день почти все среда, в которой находится человек, является техногенной. Искусственно созданная человеком техносфера охватывает практически всю планету и даже вышла за ее пределы в космос.

В настоящее время человек должен совершенствовать техносферу, снизив ее негативное влияние на человека и природу до допустимых уровней. Для этого решаются задачи обеспечения безопасности человека в техносфере и охраны природы от губительного влияния техносферы.

Основная цель этих задач - защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности.

1. Техносфера и её состав

Техносфера - среда обитания, возникшая с помощью прямого или косвенного воздействия людей и технических средств на природную среду (биосферу) с целью наилучшего ее соответствия социально-экономическим потребностям человека. (По определению к техносфере относиться все, что создано человеком, - производственная, городская, бытовая среды и т.п.).

Техносфера обычно рассматривается как целостная глобальная система в двух системных связках: «человек-техносфера» и «техносфера-биосфера». В первой связке техносфера - естественная система (продолжение структурного усложнения живой природы), а во второй -- искусственная (отделяет человека от нее).

Структурными элементами техносферы как искусственного явления обычно признаются территориально-промышленные комплексы (ТПК). Выделяют агропромышленные, градопромышленные, горнодобывающие и горноперерабатывающие, энергетические, рекреационные комплексы. Определяющими в описании такого типа являются внешняя функция загрязнения окружающей среды, а также общая для каждого из них функция цели и управления со стороны человеческого общества. Такая классификация обусловлена распределением объектов техносферы по поверхности земного шара. Транспортные коммуникации связывают эти мегаобъекты в общий каркас техносферы. Таким образом, осуществляется внешнее географическое описание вещественной части техносферной оболочки. На энергетическом уровне техносферу можно считать непрерывной, так как электромагнитное излучение (например, в радиодиапазоне) можно уловить в любой точке земли. Территориальное описание объектов техносферы является внешним функциональным.

Внутреннюю структуру техносферы определяют процессы, происходящие в ней.

Общая классификация процессов основана на самом общем характере преобразования вещества. Содержит следующие классы:

1. Процессы преобразования веществ;

2. Процессы создания вещей;

3. Процессы эксплуатации вещей;

4. Процессы разложения отслуживших вещей.

Группа процессов первого класса создает конструкционные материалы для группы процессов второго класса, энергетические предпосылки для осуществления процессов первых трех классов, новые концентрированные вещества, выделяет элементы, осуществляя тем самым функции, аналогичные функциям почвы в биосфере. Поэтому такой функции избежать невозможно. Для осуществления ее первого этапа -- добычи полезных ископаемых в ходе исторического развития -- были созданы механизмы, имитирующие человеческую руку (экскаваторы, драглайны и др.). Часть полезных ископаемых может извлекаться без применения таких механизмов (подземная газификация угля, выщелачивание руд, добыча нефти и газа и т.п.). Но при разработке других, например, строительного или химического сырья, такие технологии невозможны, т.к. полезным ископаемым является горная порода целиком. Из литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы извлекаются и переходят в техногенный круговорот некоторые элементы, другие остаются в отходах. Общий химический состав техносферы тем самым сильно отличается от литосферы. Отличается он также и от общего состава биосферы. И именно это несоответствие химических составов приводит к возникновению экологических проблем. Движение материальных потоков при осуществлении процессов преобразования веществ создает сетевые структуры, подобные трофическим цепям биосферы.

Для создания каждого материала совокупными усилиями людей организуются такие сетевые структуры преобразования вещества, охватывающие значительные пространства. Руда может добываться в одном месте, металл выплавляться за сотни километров от рудника, металлические детали могут производиться в другой стране, автомобили из этих деталей могут собираться на другом континенте, а на свалку автомобиль может попасть на другом конце земли.

Таким образом, вещи, для производства которых существует техносфера, -- локальны, а процессы преобразования вещества для производства этих вещей - глобальны.

Более мелкими структурными элементами техно-трофических цепей сферы являются различные уровни преобразования вещества, связанные обычно с различными отраслями промышленности -- горной, металлургической, химической и т.п. На каждом из этих уровней существуют тысячи предприятий, которые объединены целями, задачами, материалами, технологиями в общественном плане, но разъединены в физическом плане -- географически. Каждое такое предприятие и есть структурная единица техносферы, подобная организму в биосфере. Каждое из них является по существу природно-технической системой, т.е. искусственной системой, размещенной в природном ландшафте. Функционирование таких систем изучается различными разделами геоэкологии. При этом изучают взаимодействие природной и искусственной компоненты как целого, т.е. производят описание их внешних функций. Природная компонента рассматривается не с точки зрения ее внутренних функций, а как она влияет на искусственную (например, как скальный массив влияет на стоящее на нем сооружение). И наоборот, искусственная компонента (например, здание) рассматривается не с точки зрения процессов, происходящих в нем, а со стороны тех процессов, которые оказывают влияние на окружающую природную компоненту.

Таким образом, при изучении природно-технических систем рассматриваются функциональные (внешние) свойства этих объектов техносферы в системных связках «человек - техносфера», «техносфера -- биосфера», «техносфера -- литосфера», «техносфера -- гидросфера», «техносфера -- атмосфера». Внутренние же свойства природно-технической системы как структурной единицы техносферы, которые в значительной мере определяют и внешнее поведение, могут быть описаны только через процессы технологического преобразования вещества внутри нее.

Связь звеньев технотрофических цепей осуществляют не только материальные и энергетические потоки, но и согласованность технологий разных производств, т.к. в процессе преобразования вещества продукция предыдущего звена является материалом в составе последующего технологического передела. Единичным элементом структуры техносферы можно считать элементарный технологический процесс преобразования вещества.

Виды техносферных зон:

1) Промышленная зона - зона, включающая промышленные районы города, а также участки отдельных промышленных предприятий и других производственных объектов, обслуживающие их культурно-бытовые учреждения, улицы, площади, зеленые насаждения.

Промышленный район - территория города, на которой размещаются предприятия с обслуживающими зданиями, учреждениями, дорогами и др. Промышленный район включает систему озелененных территорий, которые отделяются от других районов санитарно-защитной зоной.

Санитарно-защитная зона - зеленые насаждения шириной от 50 до 1000 м, защищающие территории от вредного влияния промышленности и транспорта.

2) Городская зона - условная территориальная единица города. Городские зоны отражают историческое развитие и внутреннюю организацию города, различаются по интенсивности использования занимаемой площади, составу населения и другим социально-экономическим характеристикам.

3) Селитебная зона - часть территории населённого пункта, предназначенная для размещения жилой, общественной (общественно-деловой) и рекреационной зон, а также отдельных частей инженерной и транспортной инфраструктур, других объектов, размещение и деятельность которых не оказывает воздействия, требующего специальных санитарно-защитных зон. Часть планировочной структуры города; территория включающая: жилые районы и микрорайоны, общественно-торговые центры, улицы, проезды, магистрали, объекты озеленения. В селитебной зоне могут размещаться отдельные коммунальные и промышленных объекты, не требующие устройства санитарно-защитных зон. Селитебная территория занимает в среднем 50-60 % территории города.

Основные задачи селитебных зон:

· создание максимально благоприятных условий для удовлетворения социально-культурных и бытовых потребностей населения;

· минимизацию затрат времени на пространственную доступность объектов обслуживания, мест отдыха, культурно-бытовых учреждений.

4) Транспортная зона - система наземных, надземных и подземных магистралей, пересекающихся в нескольких уровнях.

С увеличением количества и разнообразия транспортных средств возрастает степень сложности транспортной сети городов и, таким образом, улучшается система связей между функциональными зонами. Сложность планировочной структуры больших городов заключается еще и в том, что большое разнообразие промышленных предприятий не может располагаться на территории одной промышленной зоны. Это вызывает членение селитебных территорий. Возникают новые жилые районы на периферии города, образуются новые зоны отдыха. Новые промышленные зоны приводят к появлению санитарно-защитных территорий. Рост города способствует развитию транспорта и расширению транспортной зоны.

2. Допустимое воздействие вредных факторов на человека и среду обитания

Вредный фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит 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 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 (ПДУ) или предельно допустимая концентрация (ПДК) - это максимальное значение фактора, которое, воздействуя на человека (изолированно или в сочетаниями с другими факторами), 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 (снижения интеллектуальных и эмоциональных способностей, умственной работоспособности). 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. Для воздуха рабочей зоны производственных помещений в соответствии с ГОСТ 12.1.001-89 устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, которые выражаются в миллиграммах вредного вещества, приходящегося на 1 кубический метр воздуха. В соответствии с указанным выше стандартом установлены ПДК для более чем 1300 вредных веществ. Ещё приблизительно для 500 вредных веществ установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ).

3. Химические и загрязняющие факторы техносферы

В настоящее время в практической деятельности человека используется свыше 60 тыс. различных химических соединений (веществ). Из них более 1300 веществ имеют прямые ограничения безопасного уровня применения в виде предельно допустимых концентраций (ПДК), а для еще примерно 500 химических соединений установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ). Их величины отражены в специальных нормативных документах.

По функциональному назначению и природе выделяют следующие группы веществ, которые могут обладать токсическими свойствами:

· промышленные яды производственного назначения (органические растворители, красители, топлива);

· ядохимикаты сельскохозяйственного назначения (средства против насекомых-вредителей и болезней растений, химические удобрения);

· химикаты бытового назначения (средства против грызунов и бытовых насекомых, чистящие и дезинфицирующие средства, краски и лаки);

· лекарственные препараты медицинского назначения;

· отравляющие вещества (ОВ) военного назначения;

· природные яды растительного и животного происхождения.

Основными путями попадания токсических веществ в организм человека являются легкие, желудочно-кишечный тракт, кожный покров. По токсикологическому действию на человека выделяют следующие основные эффекты химических и загрязняющих веществ:

· общетоксическое действие (гипоксия, кома, отек мозга, паралич);

· удушающее действие (токсический отек легких);

· нервно-паралитическое действие (бронхоспазмы, судороги, паралич);

· кожно-резобтивное действие (местные воспаления, некрозы, язвы);

· слезоточиво-раздражающее действие (воспаление глаз, кашель, рвота);

· психотическое действие (потеря сознания, нарушение психики);

· сенсибилизирующее действие (отеки, аллергия, шоковое состояние);

· канцерогенное действие (опухоли, раковые заболевания);

· мутагенное действие (изменения генотипа, новообразования, старение);

· антирепродуктивное действие (бесплодие, дефекты потомства).

В качестве объектов токсического воздействия ядов в организме человека могут выступать сердце, легкие, нервная система, печень, кровь, почки, органы зрения, желудочно-кишечный тракт, гаметы, кожа.

В случае гибели организмов в результате их интоксикации степень токсичности химических соединений выражают смертельными (летальными) дозами и концентрациями, которые обозначаются соответственно DL и CL. При этом в зависимости от масштаба смертельных случаев различают либо минимальные смертельные дозы и концентрации (при единичных случаях гибели живых организмов), либо абсолютно смертельные дозы и концентрации (при полной гибели организмов).

Для характеристики токсических свойств веществ часто используются показатели среднесмертельной дозы мг/кг (определяет 50%-ю смертность подопытных животных при интоксикации через пищеварительный тракт или через кожный покров) и среднесмертельной концентрации CL50, мг/м3 (характеризует 50%-ю смертность живых организмов при вдыхании ими находящихся в воздухе токсинов в течение 2-4 ч).

С целью уверенного обеспечения безопасности жизнедеятельности человека на практике часто используются нормы так называемой предельно допустимой концентрации (ПДК) вредных и опасных веществ в воздухе, гарантирующие сохранение здоровья человека в первую очередь в условиях производства. Подобная гарантия основана прежде всего на том, что значения ПДК выбираются и устанавливаются существенно ниже порога хронического (многократного) действия токсических веществ. Такая разница между указанным пороговым значением и ПДК оценивается специальным коэффициентом запаса.

По действующим нормативным документам выделяют четыре класса опасности для человека вредных (токсических) веществ:

· 1-й класс (чрезвычайно опасные) с уровнем ПДК менее 0,1 мг/м3;

· 2-й класс (высокоопасные) с уровнем ПДК в диапазоне 0,1-1,0 мг/м3;

· 3-й класс (умеренно опасные) с уровнем ПДК в диапазоне 1,1 - 10 мг/м3;

· 4-й класс (малоопасные) с уровнем ПДК более 10 мг/м3.

К первому классу (чрезвычайно опасных) токсичных веществ относятся: бенз(а)пирен (С20Н12), бериллий и его соединения, карбонил никеля, ртуть, свинец и его окислы, этилмеркурхлорид (гранозан) и некоторые другие. Для веществ, проявляющих кумулятивные токсические свойства (ртуть, свинец), т.е. накапливающих в организме токсический эффект, используются среднесменные значения ПДК, меньшие максимальных значений.

Во второй класс (высокоопасных) токсичных веществ входят хлор, аммиак, серная кислота, акрилонитрил, серный ангидрид (триоксид серы), парым меди и многие другие, максимальные разовые значения ПДК которых не превышают I мг/м3.

Третий класс (умеренно опасных) токсичных веществ составляют: аминопласты, диоксид азота, сернистый ангидрид (диоксид серы), парым алюминия, метиловый спирт (СН3ОН) и другие химические вещества, максимальные разовые значения ПДК которых находятся в пределах 10 мг/м3.

Четвертый класс (малоопасных) токсичных веществ включает в себя: оксид углерода, топливный бензин (С7Н16), ацетон (СН3СОСН3) и многие другие химические соединения, максимальные значения ПДК которых могут находиться в достаточно широком диапазоне от 20 мг/м3 (для СО) до 200 мг/м3 (для ацетона).

При совместном (комбинированном) действии на человека различных видов токсичных веществ, в том числе относящихся к различным классам токсичности, могут проявляться следующие эффекты:

· аддитивное действие, при котором происходит пропорциональное сложение индивидуальных эффектов каждого из совместно действующих на человека токсичных веществ;

· потенцированное действие (синергизм), при котором совместно действующие на человека токсичные вещества взаимно усиливают друг друга;

· антагонистическое действие (антагонизм), при котором совместно действующие на человека токсичные вещества взаимно ослабляют влияние друг друга и снижают негативный эффект каждого из них.

При изолированном действии токсичных веществ преобладает эффект наиболее токсичного химического соединения.

Кроме комбинированного воздействия нескольких токсичных веществ на человека, при котором путь их поступления в организм один и тот же (например, только через легкие), различают и так называемое комплексное воздействие токсичных веществ, когда пути их поступления в организм различны (например, через легкие, желудочно-кишечный тракт и кожу). Наконец, возможно также одновременное комбинированное и комплексное воздействие химических соединений на человека, при котором различные токсичные вещества поступают в организм человека разными путями, что заведомо приводит к крайне негативному результату.

К особенностям действия на человека некоторых токсических веществ можно отнести так называемую сенсибилизацию, которая заключается в прогрессирующем развитии у организма острых аллергических реакций на повторные сравнительно небольшие химические воздействия каких-либо определенных соединений. Связано это с формированием в организме значительного количества чужеродных белковых молекул уже при первой же интоксикации. Поэтому повторная, даже более слабая интоксикация как бы накладывается своим действием на уже подготовленную ранее резко отрицательную реакцию организма, что вызывает у человека быстро прогрессирующее отравление, несоизмеримое по своим последствиям с незначительностью повторного токсического воздействия. Следствием сенсибилизации является последовательное стремительное ухудшение состояния организма в ответ на небольшие количества токсинов, содержание которых чрезвычайно мало по сравнению с общепринятыми нормами ПДК и предельными дозами. В этом заключается один из чрезвычайно коварных факторов индивидуального воздействия на человека многих веществ, ведущих не только к аллергии как обостренной чувствительности организма на некоторые виды химических соединений, но и к возможному аллергическому шоку, который при отсутствии экстренной специальной медицинской помощи может завершиться летальным исходом.

Наиболее тяжелые последствия острых отравлений возникают, как правило, в результате крупномасштабных техногенных аварий на химических производствах или связанных с химическими процессами предприятиях. Особенностью такого рода катастроф на производстве почти всегда является групповой или массовый характер отравления людей.

Среди профессиональных заболеваний, вызванных хроническими интоксикациями, встречаются поражения органов дыхания (трахеит, бронхит, пневмосклероз, ринофариноларингит, перфорация носовой части), анемия, токсический гепатит, нефропатия, токсическое поражение нервной системы (полиневропатия, неврозы, энцефалопатия), поражения глаз (катаракта, конъюнктивиты), токсические поражения костей (остеосклероз, остеопороз), болезни кожи (металлическая и фторопластовая лихорадка, аллергия, новообразования, токсикодермия, экземы), развитие опухолей (легких, печени), лейкозы, поражения желудочно-кишечного тракта (язвы).

Довольно значительное место среди профессиональных болезней занимают поражения органов дыхания нетоксическими загрязняющими аэрозолями или воздействиями комбинированного характера: угольной, цементной и каменной пылью, древесными и злаковыми частицами, пылью металлов и пластмасс, дымами и конденсатами. Распространенными результатами таких воздействий являются фиброз, хронический бронхит, пневмокониозы (силикоз, силикатоз, металлокониоз, карбокониоз), биссиноз и многие другие хронические заболевания.

На бытовом уровне в последние годы значительно возросло количество аллергических заболеваний, в том числе вызванных лекарственными препаратами (антибиотиками, витаминами, сульфаниламидами), а также острых отравлений грибами (бледной поганкой, сатанинским грибом).

Значительную роль в ухудшении здоровья человека и состояния его среды обитания играют загрязняющие воздействия. Согласно данным Международной программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) факторы ухудшения природной среды объединяют между собой следующие взаимосвязанные явления, которые со временем последовательно сменяют друг друга: замусоривание - загрязнение - заражение.

Загрязняющие вещества могут образовывать в смеси с воздухом либо смеси (газовоздушные, паровоздушные), либо аэрозоли (пыль, дым, туман). Последние представляют собой вредные аэродисперсные системы, состоящие из воздушно-газовой взвеси частиц твердого вещества (пыли), остатков горения (дыма, сажи), частиц жидкости (тумана).

Источниками образования аэрозолей в техносфере чаще всего служат: угольные шахты и выработки, цементное производство, цеха деревообработки, мукомольное производство, абразивная обработка камня, производство и применение распыляемых химических удобрений, выбросы нефтеперерабатывающих и мусоросжигательных заводов, пожары и т.д.

Попадая в организм человека при дыхании, все виды аэрозолей оказывают на дыхательные пути и легкие так называемое фиброгенное действие, заключающееся в раздражении слизистых оболочек и засорении твердыми частицами чувствительных тканей, что ведет к многочисленным видам профессиональных легочных заболеваний - пневмокониозов, а также пылевому бронхиту, фиброзу, раку легких.

Помимо раздражающего механического действия на организм человека, возможно и усиление их негативного эффекта в случае проявления токсических свойств распыленных в воздухе химических веществ. Именно такими комбинированными негативными свойствами обладают аэрозоли: триоксида хрома, соединений бериллия, мышьяка, цинка, свинца и т.д.

Огромную экологическую проблему представляют собой загрязняющие сбросы предприятий в водную среду. Несмотря на существующие системы очистки, в силу различных причин зачастую происходят аварийные сбросы промышленных отходов предприятий, ведущие в случае их сопутствующего токсического действия к массовой гибели рыб и других водных обитателей на большой площади акватории, исчисляемой десятками квадратных километров.

Еще одним распространенным источником загрязнения окружающей среды являются проливы нефти и нефтепродуктов в ходе транспортировки последних при повреждениях нефтепроводов, кораблекрушениях нефтеналивных танкеров, катастрофах железнодорожных составов с нефтяными цистернами. Попадая на поверхность воды и почвы, нефтепродукты могут стать причиной крупных экологических катастроф.

4. Воздействие вибраций и акустических колебаний на человека

Вибрация, шум и ультразвук имеют общую природу, источниками их являются колебания твёрдых, газообразных или жидких сред. Звуковая волна является носителем энергии, которую называют силой звука. Вибрацией называют малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля. Источники вибрации: транспортёры сыпучих грузов, перфораторы, пневмомолотки, двигатели внутреннего сгорания, электромоторы и т.д. Основные параметры вибрации: частота (Гц), амплитуда колебания (м), период колебания (с), виброскорость (м/с2).

Частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируется под влиянием спектра вибраций. Производственный шум - совокупность звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работающих неприятные субъективные ощущения. Влияние шума на слух проявляется в возникновении кохлеарного неврита различной степени выраженности, в повреждении многих органов и систем организма. Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды с частотой выше 16-20 кГц, которые не воспринимаются человеческим ухом. Источники ультразвука: пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи. В производственных условиях низкочастотный ультразвук нередко образуется при аэродинамических процессах и сопутствует шуму - работа реактивных двигателей, газовых турбин и др. У работающих на низкочастотных ультразвуковых установках при интенсивности шума и ультразвука выше установленных норм могут развиваться функциональные изменения центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой системы, слухового и вестибулярного анализаторов и др.

Вибрацией называют механические колебания, излученные анизотропно (по некоторым направлениям) или находящиеся в одном частотном диапазоне. Вибрация приводит к очень важным физическим последствиям, которые зачастую негативно сказываются на здоровье человека. На возникновение вибрации влияет работа машин и механизмов, имеющих неуравновешенные вращающиеся органы с движениями возвратно-поступательного и ударного характера. К такому оборудованию относится металлообрабатывающий станок, штамповочный и кузнечный молоты, перфоратор (пневматический и электрический). Также к оборудованию, вызывающему вибрационное воздействие, относятся приводы вентиляторов, насосных установок и компрессоров.

Как известно, вибрация является вредным производственным фактором, который выражается большой активностью. По данным статистики, вибрационная патология занимает второе место среди профессиональных заболеваний. К факторам классификации вибраций относятся особенности восприятия человеком данного феномена. Это означает, что вибрации подразделяются на общие (воздействуют в целом на тело) и локальные (часто влияние оказывается на руки или ноги - это часть тела, которая отвечает на воздействие).

С точки зрения происхождения, общая вибрация также делится на несколько видов:

1. Транспортная. Связана с использованием транспортных средств. Во время движения по местности оператор может активно регулировать воздействие вибрации, которая влияет на оператора там, где используются самоходные и прицепные машины и другие транспортные средств. В данном случае возможна регуляция воздействия вибрации на человека.

2. Транспортно-технологическая. Возникает в случаях, когда у оператора нет возможности двигаться в любой удобный момент. Например, когда машинист находится на платформе или в кабине поезда, где сосредоточена максимальная вибрация, и в непосредственной близости к подвижному составу невозможно осуществлять регулировку вибраций.

3. Технологическая. Оказывает влияние при работе в стационарных машинах, а также на рабочие места, не создающие самостоятельно вибрационного воздействия.

4. Вибрация на рабочем месте сотрудников, не занимающихся физическим трудом. Работники умственного труда также могут попасть под воздействие вибрации. Подобное воздействие часто возникает при работе рядом с промышленными кранами, у металло- и деревообрабатывающими станками, кузнечнопрессовым оборудованием, литейными машинами и другим стационарным технологическим оборудованием.

Локальную вибрацию по источнику происхождения делят на:

1. Возникающую из-за работы ручных машин (с двигателем), органов ручного управления и другого оборудования.

2. Возникающую из-за работы с ручными инструментами (без двигателя) и деталей, которые обрабатываются в процессе.

Вибрации могут вызвать усталость, головную боль, головокружение, шум в ушах, нарушения сна, раздражительность, недомогания, повышенное артериальное давление, снижение остроты слуха, нарушения координации, заболевания органов зрения, болевые ощущения в различных участках тела.

Особенно вредны вибрации с частотой, которая совпадает с частотой собственного колебания тела человека или его отдельных органов, (для тела человека 6...9 Гц, головы - 6 Гц, желудка - 8 Гц), других органов - в пределах - 25 Гц. При расстройствах зрительного восприятия частотный диапазон составляет от 60 до 90 Гц. Эта частота нарушает оптимальный резонанс глазных яблок.

При таких частотах вибрация может вызвать травматизацию позвоночника и костной ткани, нарушение зрения. У женщин это может привести к преждевременным родам. Резонанс в каждой из частей тела человека наступает в зависимости от положения тела. Например, для влияния вибрации в положении сидя достаточно 4-6 Гц.

Под влиянием вибрации в организме человека происходят изменения сердечной деятельности, нервной системы и спазм сосудов. Изменения суставов могут привести к ограничению их подвижности. При длительном воздействии вибраций на организм человека (если лицо работает в условиях вибрации, которая превышает предельно допустимый уровень (ПДУ), от 3 до 7 лет), у него развивается профессиональное заболевание - вибрационная болезнь. Предельно допустимым уровнем в данном случае называется воздействие фактора, не превышающего значения 40 часов в неделю при работе 5/2. В случае воздействия вибрации в ПДУ заболевания в организме человека не развиваются.

В 2019 году вибрационная болезнь была обнаружена у 42,7% пациентов, обратившихся с профессиональными патологиями. Она проявляется в виде нарушения многих физиологических функций организма. Только на ранних стадиях заболевания можно эффективно провести лечение. При этом нередко возникают необратимые изменения, которые приводят к инвалидности.

Из-за длительного воздействия на организм вибрации, у людей развивается профессиональная вибрационная болезнь. Степень влияния вибрации на человеческий организм приводит к развитию четырех стадий вибрационной болезни:

1. Первая стадия отличается незначительными симптомами: болями в руках, спазмами капилляров, болями в мышцах спины.

2. На второй стадии происходит усиление болей в руках, расстраивается чувствительность к внешним факторам, наблюдается снижение температуры тела и посинение кожи рук. Если исключить влияние вибрации на человека на первой или второй стадии, то возможно быстро ликвидировать недомогание и обратить изменения.

3. На третьей и четвертой стадиях температура рук резко снижается, учащаются интенсивные боли в руках, страдают нервная и эндокринная системы. Также происходят необратимые изменения в сосудах и капиллярах. Больные жалуются на сильные головные, загрудные боли и головокружение. Перечисленные изменения функционирования организма на третьей и четвертой стадиях вибрационной болезни отличаются стойкостью и необратимостью.

В первую очередь при вибрационной болезни страдают периферические сосуды, нервная и скелетно-мышечная система. На руках появляются отеки, появляется ломота в костях и суставах пальцев рук, а также пальцы становятся холодными, ощущается немота.

Вибрации, воздействующие на человеческое тело, оцениваются для каждого направления в каждой октавной полосе. Частота вибрации имеет большое гигиеническое значение. Частоты порядка 35-250 Гц, обычно встречающиеся при работе с ручными инструментами, могут вызвать вибрационную болезнь с вазоконстрикцией.

Доказано, что вибрация также воздействует на вестибулярный аппарат человека, отвечающий за равновесие и координацию. Если наблюдается широкий спектр воздействия вибраций, происходит передача вестибулярным аппаратом ложной информации о положении тела в пространстве. Это объясняется гидродинамическим устройством вестибулярного аппарата, который так и не смог приспособиться, эволюционируя, к работе при высокочастотных колебаниях. При получении такой ложной информации организм чувствует укачивание, а также запускает дезорганизацию многих систем организма.

На мощность колебательного процесса при контакте влияет множество параметров, оказывающих прямое воздействие на организм и возникновение вибрационных патологий. К ним относятся частота, амплитуда вибрации, длительности влияния, место, куда приложена и направлена ось вибрационного воздействия, демпфирующие свойства тканей, явления резонанса и прочие условия.

В условиях работы под воздействием вибрации важно соблюдать предельно допустимый уровень показателей, в то же время, существуют коллективные и индивидуальные средства защиты. Снизить колебания можно путем установления причин появления механических колебаний и их устранения.

Например, замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися или подбора зубчатых передач для балансировки вращающихся масс и т. п. Снижение вибрации возможно при использовании эффекта вибродемпфирования, который заключается в преобразовании механических колебаний в иные виды энергии. В большинстве случаев вибрации превращаются в тепловую энергию, что позволяет сократить их вредное влияние на организм.

5. Электромагнитные факторы техносферы

Пространства современных населенных территорий пронизаны электромагнитными излучениями разных диапазонов, вызванными работой технических средств и устройств. Концентрация электромагнетизма в окружающей среде постоянно увеличивается, принимая вид общего электромагнитного загрязнения. За последние годы загрязненность среды от электромагнитных излучений (ЭМИ) выросла не менее чем в миллион раз, достигнув глобального характера и превысив по значимости влияние химических и радиационных факторов. Экспериментальные данные свидетельствуют о высокой биологической активности электромагнитных излучений (ЭМИ) во всех частотных диапазонах. Она значительно превышает естественный уровень, установившийся в процессе развития биосистем и обусловленный воздействием естественных природных излучений. Все диапазоны техногенных электромагнитных излучений интенсивно влияют на здоровье людей и состояние природной среды. Высокая степень их опасности усугубляется тем, что последствия могут проявляться по истечении достаточно длительного времени и негативно влиять на состояние иммунной и генетической устойчивости поколений. Магнитная составляющая электромагнитного излучения имеет высокую степень опасности для здоровья человека.

Электромагнитные излучения представляют особую форму материи, которая характеризуется совокупностью проявления электрических и магнитных свойств. По происхождению выделяют две группы электромагнитных излучений: ЭМИ, связанные с естественными природными источниками, и ЭМИ, связанные с техногенными искусственными источниками. К естественным относятся составляющие космических, солнечных, атмосферно-климатических процессов, а также процессов, происходящих в глубинных слоях земли при разного рода тектонических движениях. Техногенные искусственные электромагнитные излучения своим присутствием и постоянным развитием создают динамически растущую добавку к действию естественных ЭМИ, тем самым увеличивая общую опасность для жизнедеятельности.

Техногенное электромагнитное излучение инициируется двумя видами источников в зависимости от величины частоты колебаний энергетической составляющей.

Низкочастотные электромагнитные излучения (частота 0-3 кГц):

1. электростанции, линии электропередач, линии городского освещения, кабельные системы, электропроводка внутри помещений, телекоммуникации, средства дистанционного наблюдения и контроля.

2. Бытовая электрическая и электронная техника: кухонные электроплиты, холодильники, кухонные вытяжки, кондиционеры и др. бытовые и хозяйственные электрические устройства. Мощность ЭМИ, создаваемых ими, зависит от мощности прибора или устройства. Растущее разнообразие бытовой техники неизбежно приводит к увеличению дозы электромагнитных излучений в среде обитания человека.

3. Электротранспорт и его инфраструктура. Транспорт на электроприводе является мощным источником электромагнитных излучений в диапазоне частот от 0 до 100 Гц. Максимальные значения магнитной индукции в пригородных электричках отмечаются в пределах 75 мкТл при среднем значении 20 мкТл. Самые большие величины электромагнитных воздействий отмечаются в метрополитене. При отправлении состава величина электромагнитного поля на платформе составляет 50-100 мкТл и более. В самом вагоне при этом отмечается величина магнитной индукции до 150--200 мкТл, т. е. в 10 раз больше, чем в электричке.

4. Автомобильный транспорт. Влияние автомобильного транспорта на формирование ЭМИ прямо зависит от роста количества автомобилей в пределах городских территорий. В настоящее время доля электромагнитного излучения от автомобильного движения в городах составляет от 18 до 32 % и непрерывно растет, чему способствует повышение плотности автомобилей на ограниченном тесном пространстве улиц, особенно в сложившейся градостроительной структуре старых городов.

Высокочастотные электромагнитные излучения (частота 3-300 кр):

Радиовещательные и телевизионные передаточные информационные устройства: источники электромагнитного -- излучения с функцией передачи или получения информации, коммерческие передачи радио и телевидения.

Производственные и индивидуальные устройства связи: радиотелефоны, базовые станции систем подвижной (сотовой) радиосвязи, авторадиотелефоны, радио СВ, любительские радиопередатчики. Данные виды устройств оборудованы транслирующими антеннами в базовых станциях сотовых компаний.

Средства направленной радиосвязи: космическая, спутниковая связь, наземные радиорелейные станции. Системы спутниковой связи состоят из приемно-передающей станции на Земле и спутника на орбите. Направленность антенны этого типа связи имеет ярко выраженный узконаправленный луч, плотность потока излучения в котором может достигать больших величин, но наибольшее значение имеет в зоне размещения антенны.

Навигационные и радиолокационные средства.

Технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение: устройства с излучателями сверхвысокой частоты бытового и производственного назначения -- средства визуального отображения информации: мониторы персональных компьютеров, телевизоры. ноутбуками, источником его являются не электронно-лучевые трубки и жидкокристаллические экраны, а преобразователи напряжения, схемы управления, устройства, формирующие информацию и другие элементы аппаратуры.

Устройства медицинской техники, использующие излучения ультразвуковой частоты. При работе с ними есть определенная опасность для обслуживающего персонала.

Производство электроэнергии с помощью солнечных батарей. Имеется в виду создание мощных источников электроэнергии планетарного характера, уже получивших теоретическую разработку с определением путей практического использования. Они являются экологически безопасными сточки зрения электромагнитной энергетики только при условии работы вне Земли на постоянных спутниковых орбитах. Установки аккумулируют солнечную энергию и передают ее на Землю в виде микроволновых лучей электромагнитной природы.

Системы использования ионосферы и развития противовоздушной и противоракетной обороны. Система из многочисленных антенн предназначена для исследования высокочастотных активных атмосферных явлений, физических и электрических свойств ионосферы, влияющих на военные и гражданские системы связи и навигации, условия осуществления противовоздушной и противоракетной обороны.

Одной из особенностей действия электромагнитного излучения на человека является его визуальная ненаблюдаемость и отсутствие внешних признаков воздействия в течение долгого времени. Возможно только тепловое ощущение в непосредственной близости от источника большой мощности. В зависимости от параметров ЭМИ (мощность, частота, напряженность) его воздействие на человека может происходить на расстояниях от нескольких десятков метров до нескольких километров. Установлено, что все диапазоны электромагнитных излучений влияют на здоровье и работоспособность людей, причем последствия этого влияния могут проявляться не сразу. Следует также отметить, что подавляющее большинство процессов, которые происходят в организме человека, так или иначе связано с естественными электрическими и магнитными полями, и каждый орган испытывает действие своего электромагнитного поля определенной интенсивности и индивидуальности. Эти поля в известной степени оказывают положительное воздействие на работу органов. Вмешательство посторонних техногенных электромагнитных излучений, как правило, разной интенсивности, ставит организм в условия опасности, «сбивает» нормальное функционирование и перестраивает работу биохимических процессов на клеточном уровне. При этом ЭМИ влияет на процессы управления и взаимосвязи между системами, клетками и молекулами, происходит изменение обычного биологического ритма, искажение нормального информационного уровня в отдельных системах организма. Особенно это сказывается на состоянии клеток головного мозга, влияние на которые электромагнитных излучений может привести к общему снижению иммунитета и к развитию нервно-психических, сердечно-сосудистых, репродуцивных, онкологических заболеваний.

Установлено, что наиболее опасными для человека являются, как ни странно, слабые и сверхслабые составляющие электромагнитных излучений в диапазоне высоких частот от 10 ГГц и выше. Эти составляющие генерируются многими видами современных электробытовых приборов, компьютеров последних модификаций, сотовыми телефонами и др. Одними из первых признаков отрицательного воздействия электромагнитных излучений на здоровье человека являются: быстрая утомляемость, раздражительность, подверженность заболеваниям отдельных органов, снижение общей работоспособности, появление синдрома хронической усталости. Результаты воздействия способны к накоплению и росту.

Считается, что наиболее опасным является подавление функций центральной нервной системой с раздражением клеток головного мозга и чувствительных окончаний нервов-рецепторов в органах и кожных покровах. Эти нарушения исчезают через 2-3 недели после прекращения электромагнитного излучения. Систематическое воздействие вызывает не только стойкие последствия, но приводит к возникновению опасных заболеваний.

Электромагнитные излучения могут вызвать: замедление ритма сердцебиения и понижение кровяного давления, головные боли, общую слабость, тревожный сон; появление пульсаций и звуковых импульсов в области затылка и в височной части головы; изменение эмоционального настроя, повышение раздражительности, изменение сознания и даже частичную потерю памяти; появление непредсказуемой.

Воздействие электромагнитных излучений на микроорганизмы может носить двойственный характер. Так, например, вредоносные бактерии могут испытывать угнетающее действие, препятствующее их размножению, а в других случаях проявляется их большая активность и усиление болезнетворной способности, что, как предполагают исследователи, связано с мутагенными реакциями и появлением новых наследственных признаков.

Важно представлять влияние ЭМИ на состояние микроорганизмов, живущих в верхнем слое почвы и оказывающих положительное действие на повышение плодородия почв и расширение доступности снабжения растений питательными веществами.

Одним из вопросов является прогнозирование ситуации с использованием технологий, применяющих ЭМИ, для общей оценки опасности загрязнения среды обитания.

Установление общих норм воздействия электромагнитного излучения на окружающую среду, учитывающих все биологически обоснованные уровни для излучений слабой и сильной интенсивности в известной степени затруднено и до сих пор не получило однозначного толкования. Тем не менее, это не задерживает развитие общих принципов защиты.

1 Программные мероприятия по снижению электромагнитной опасности основываются на целом ряде объективных положений и позиций физического, конструктивного и планировочного характера, которые осуществляются в пределах территории обитания. Так, следует учитывать, что интенсивность ЭМИ быстро уменьшается с увеличением расстояния от источника. С другой стороны, в современном мире резко увеличивается количество и разнообразие новых источников, расширяется область их использования. В пределах населенных территорий всегда действует целая сеть источников, создающая «паутину» опасных излучений и тем самым вносящая трудности в осуществление способов снижения опасности.

2 Архитектурно-планировочные и строительные системы снижения опасности электромагнитных излучений в пространстве населенных территорий. С увеличением расстояния от источника уменьшается интенсивность излучений.

3 Практические меры, способствующие индивидуальной защите субъектов от ЭМИ, напрямую связанные со временем пребывания человека под воздействием электромагнитного излучения, расстояниями между источником и субъектом воздействия, а также предметами жизненной необходимости (одежда, обувь и т. п.).

6. Пожаро-взрывоопасные факторы техносферы

Многочисленные техногенные аварии последнего времени довольно часто сопровождаются пожарами на значительной площади возгорания и взрывами горючих аэрозольных смесей или емкостей, либо содержащих горючие вещества, либо находящихся под избыточным давлением.

Пожаром принято называть неуправляемый процесс горения на значительной площади, представляющий серьезную опасность и приносящий большой материальный ущерб. Само горение при этом представляет собой быстропротекающий экзотермический окислительный процесс физико-химических превращений горючих веществ. Для начала горения в большинстве случаев необходимы следующие компоненты: горючее вещество, окислитель, источник зажигания. Наличие всех трех указанных элементов в комплексе и достаточном количестве неизбежно создает потенциальную опасность пожара, которая рано или поздно окажется реализованной в действительности.

Согласно существующему государственному стандарту все вещества и материалы подразделяются по их способности к возгоранию на следующие основные категории:

* горючие вещества, способные к самовозгоранию или возгоранию от источника зажигания с продолжением самостоятельного горения без него (в этой группе дополнительно различают легковоспламеняющиеся вещества, способные возгораться от малейшего энергетического воздействия);

* трудногорючие вещества, способные возгораться в воздушной среде от источника зажигания, но не горящие при его удалении;

* негорючие вещества, неспособные гореть в воздушной среде.

Помимо стороннего источника зажигания процесс горения может быть инициирован и так называемым самовозгоранием, при котором в горючем веществе начинается экзотермическая реакция, ведущая к постепенному повышению температурного уровня самого горючего вещества, достижению температуры его возгорания и самопроизвольному началу горения. При этом различают следующие виды самовозгорания: тепловое, микробиологическое, химическое.

Тепловое самовозгорание является следствием выделения из некоторых видов веществ и материалов при их внешнем нагреве самовоспламеняемых горючих компонентов, которые способны начать гореть просто от контакта с кислородом воздуха без какого-либо дополнительного источника зажигания. Именно так происходит самовозгорание деревянных конструкций в результате их нагрева слишком близко расположенной печью или дымоходом без тепловой изоляции. При достижении температуры 110°С в древесине начинается выделение летучих продуктов термического разложения и потемнение цвета ее поверхности. Затем при температуре около 300°С начинается тление древесины, а уже при 380-400°С происходит ее самовоспламенение при полном отсутствии источников зажигания.