Безопасность жизнедеятельности 1

3
СОДЕРЖАНИЕ
Раздел 1
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................... 6
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЖД .............................................. 8
1.1 Основные понятия и определения дисциплины ...................... 8
1.2 Риск – мера опасности .............................................................. 10
1.3 Понятие опасности и ее классификация ................................. 11
1.4 Антропогенные негативные факторы ..................................... 13
1.5 Последовательность изучения опасности .............................. 16
1.6 Принципы обеспечения безопасности .................................... 17
Контрольные вопросы к теме 1 ..................................................... 20
2 ЧЕЛОВЕК КАК ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ «ЧЕЛОВЕК –
СРЕДА» ........................................................................................... 21
2.1 Основные элементы защитной системы человека ................ 21
2.2 Анализаторы человека .............................................................. 26
2.3 Функциональные состояния действующего человека .......... 32
2.4 Психические качества человека и их связь с
работоспособностью................................................................. 34
2.5 Основные методы защиты человека от опасностей .............. 37
Контрольные вопросы к теме 2 ..................................................... 39
3 БЫТОВАЯ (ЖИЛАЯ) СРЕДА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ
НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА ........................................................ 41
3.1 Определение бытовой среды. Основные группы
неблагоприятных факторов бытовой среды ......................... 41
3.2 Влияние на здоровье человека состава воздуха жилища ..... 44
3.2.1 Основные источники загрязнения воздуха в жилых
помещениях ........................................................................ 44
3.2.2 Электрическая характеристика воздушной среды ........ 48
3.2.3 Влияние бытовых вредных веществ на здоровье
человека .............................................................................. 50
3.2.4 Общие правила оказания неотложной помощи при
отравлении химическими веществами ............................ 58
3.3 Шумовое загрязнение жилой среды ....................................... 60
3.3.1 Шум и его характеристики ............................................. 60
3.3.2 Источники шума ................................................................ 62
4
3.3.3 Влияние шума на организм человека и нормативы
шума .................................................................................... 63
3.3.4 Способы снижения уровня шума..................................... 67
3.4 Вибрация в условиях жилищ ................................................... 68
3.5 Электромагнитные поля (ЭМП) – неблагоприятный фактор
среды обитания........................................................................... 70
3.5.1 Источники ЭМП ................................................................ 70
3.5.2 Влияние ЭМП на организм человека .............................. 72
3.5.3 Защита человека от биологического действия ЭМП..... 75
3.6 Ионизирующее излучение........................................................ 76
3.6.1 Природа радиации ............................................................. 76
3.6.2 Биологическое действие ионизирующего излучения .. 82
3.6.3 Характеристики ионизирующего излучения .................. 83
3.6.4 Гигиеническая регламентация ионизирующего
излучения ............................................................................ 87
3.6.5 Лучевая болезнь ................................................................. 90
3.6.6 Радиологические последствия испытаний ядерного
оружия ................................................................................. 93
Контрольные вопросы к теме 3 ..................................................... 96
4 ОБЕСПЕЧЕНИЕ СВЕТОВОГО И ЦВЕТОВОГО РЕЖИМА
В ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ ........................................................ 98
4.1 Влияние естественного света на жизнедеятельность
человека ..................................................................................... 98
4.2 Основные светотехнические характеристики ........................ 98
4.3 Естественное освещение и инсоляция .................................. 101
4.4 Нормирование естественного освещения ............................ 101
4.5 Расчетные методы оценки естественной освещенности .... 105
4.6 Совмещенное освещение ....................................................... 109
4.7 Искусственное освещение ...................................................... 109
4.8 Гигиеническая оценка искусственного освещения................. 111
4.9 Цветовое оформление жилища .............................................. 113
Контрольные вопросы к теме №4 ............................................... 123
5 ПРИРОДНАЯ СРЕДА .................................................................. 124
5.1 Природные условия, влияющие на живые организмы ....... 124
5.2 Понятие экологической ниши живого организма .............. 127
5.3 Экологические факторы человека ......................................... 131
5
5.3.1 Основные абиотические факторы воздушного
бассейна ............................................................................ 132
5.3.2 Абиотические факторы почвы ....................................... 142
5.3.3 Абиотические факторы водной среды .......................... 144
5.3.4 Биотические факторы ..................................................... 145
5.3.5 Антропогенные факторы ................................................ 149
5.4 Адаптация живых организмов к экологическим
факторам .................................................................................. 155
Контрольные вопросы к теме 5 ................................................... 157
6
ВВЕДЕНИЕ
Современный человек постоянно находится в мире опасностей – природных, технических, антропогенных, социальных и
др. Многие опасности взаимодействуют между собой, при этом
влияние каждой из них на человека может значительно усилиться. Безопасность жизнедеятельности (БЖД) – это область
знаний, в которой изучаются опасности, угрожающие человеку,
закономерности их проявления и способы защиты от них.
Основная задача безопасности жизнедеятельности –
обеспечение нормальных (комфортных) условий деятельности
людей, защита человека и природной среды от воздействия вредных факторов, превышающих нормативно допустимые уровни.
Основная формула БЖД – предупреждение и упреждение
потенциальной опасности.
Основное положение БЖД – любая деятельность потенциально опасна.
Центральное понятие БЖД  потенциальная опасность,
т.е. скрытая, проявляющаяся при определенных условиях, иногда
трудно предсказуемых.
В результате изучения курса БЖД специалист-выпускник
вуза должен знать:
- теоретические основы БЖД в системе «Человек – производство – окружающая среда»;
- правовые вопросы БЖД;
- нормативно-технические и организационные основы БЖД;
- основы физиологии и рациональные условия деятельности человека;
- анатомо-физиологические последствия воздействия на
человека вредностей и опасностей;
- средства и методы повышения безопасности жизнедеятельности;
- методы прогнозирования чрезвычайных ситуаций.
Специалист с высшим образованием должен уметь:
- проводить контроль параметров и уровня отрицательных
воздействий на организм;
- применять средства защиты от отрицательного воздействия;
7
- разрабатывать мероприятия по повышению безопасности
и экологичности производственной деятельности;
- разрабатывать и изучать модели чрезвычайных ситуаций
(ЧС);
- планировать и осуществлять мероприятия по повышению
устойчивости производственных систем;
- оказывать неотложную помощь пострадавшим от последствий ЧС.
8
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЖД
1.1 Основные понятия и определения дисциплины
Вся совокупность человеческой активности образует понятие деятельности. Деятельность – это необходимое условие существования человеческого общества. В БСЭ1 дано следующее
определение: «Деятельность – это специфически человеческая
форма активного отношения человека к окружающему миру, содержание которой составляет его целесообразное преобразование». Поиск пищи, построение жилища, отдых, воспитание детей,
сон и др. – все это деятельность. Формы деятельности многообразны, они охватывают практические, интеллектуальные, духовные процессы, процессы, протекающие в быту, в производственной, культурной, научной и других сферах. Даже ночью, когда
человек спит, в его мозгу протекают процессы упорядочивания
собранной информации. Одна из особенностей любого вида деятельности состоит в том, что всякая деятельность потенциально
опасна, т.е. в процессе деятельности появляются скрытые силы,
которые представляют опасность для человека.
Модель процесса деятельности представлена на рисунке
1.1, из которого видно, что человек и окружающая его среда
находятся во взаимодействии.
Человек
река
Среда
человек
Нежелательные
последствия
Рисунок 1.1  Модель процесса деятельности
1
БСЭ  Большая советская энциклопедия.
9
Человек в процессе деятельности действует на среду, добиваясь получения какой-либо выгоды: защиты от холода (рубит
лес), получения пищи (охота, рыбалка), приобретение одежды (засеивая поля хлопчатником) и др. Среда, в свою очередь, положительно действует на человека, предоставляя ему необходимое –
это обратная положительная связь. Но, вырубая лес, человек
наносит вред природе. Вместо леса будет, например, болото,
при этом погибнут жители леса (зайцы, медведи, лоси). Среда
при этом негативно действует на человека: нет диких зверей –
не на кого охотиться, может наступить голод, а за ним наступят
болезни и смерть человека. Это обратная отрицательная связь.
Поэтому модель «Человек – Среда» по отношению к человеку является двухцелевой: одна цель состоит в достижении человеком посредством деятельности определенного эффекта,
например, обеспечение его пищей, вторая – в исключении возникающих при этом нежелательных последствий деятельности. К
нежелательным последствиям относятся угроза здоровью и
жизни человека, аварии, катастрофы и др.
Явления, вызывающие негативные последствия, называются опасностями.
Большинство опасностей характеризуются априорными
(предвестники) и апостериорными (следы) признаками. Например, рассмотрим опасность – взрыв газа: предвестником этой
опасности является запах газа в помещении, следами – разрушения, причиненные взрывом.
Различают скрытые (потенциальные) и реальные опасности. Чтобы потенциальная опасность реализовалась, необходимы
определенные условия, называемые причинами. Например, человек идет по мосту со сломанным пролетом. Если неисправность видна – это реальная опасность, которую человек может
избежать, перешагнув сломанный пролет. Если поломки не видно, то это скрытая опасность. В этом случае можно определить
вероятность возникновения опасности – вероятность того, что
человек наступит на сломанный пролет. Но и этой опасности
можно избежать, если проверять каждую доску всякого моста.
10
1.2 Риск – мера опасности
Опыт свидетельствует, что любая деятельность человека
потенциально опасна [1–3]. В качестве критерия опасности
(безопасности) введено понятие риска.
Риск – это вероятность реализации негативного воздействия в зоне пребывания человека [5].
Величину риска определяют по формуле:
R  N S N0 ,
где R – риск; NS – число негативных событий, возникших за некоторый период времени; N0 – общее число событий. Т.е. риск –
это отношение неблагоприятных результатов к их возможному
числу за определенный период времени (чаще за год). Абсолютной безопасности не существует. Всегда и везде есть некоторая
опасность возникновения аварии, пожара и т.д. Например, по
мнению ученых [1], есть даже некоторая вероятность столкновения Земли с каким-либо небесным телом. Но эта вероятность ничтожно мала и составляет около 10–15. Поэтому подобная ситуация считается практически невозможной.
Чтобы условно провести грань между опасностью и безопасностью, введено понятие социально-приемлемый риск. Социально-приемлемый риск – это риск, к которому общество
должно стремиться. В настоящее время в качестве такой величины принято значение R = 10–6. Возникновение таких негативных
воздействий можно считать невероятным, т.е. такое воздействие
безопасно.
Принято считать, что неприемлемый риск имеет вероятность реализации негативного воздействия более 10–3, приемлемый – менее 10–6. Диапазон рисков 10–6<R<10–3 определен как
переходный. В таблице 1.1. приведены характерные значения
риска смерти человека от воздействия некоторых естественных и
антропогенных факторов.
11
Таблица 1.1 – Вероятность смерти человека от негативных факторов [4]
Величина риска
10–2
10–3
10–4
10–4
10–4
10–5
10–5
10–6
10–7
10–8
Причина смерти
Зона риска
Сердечно-сосудистые заболевания
Злокачественные опухоли
Автомобильные аварии
Несчастные случаи на производстве
Аварии на железнодорожном
транспорте
Аварии на воздушном транспорте
Пожары и взрывы
Проживание вблизи ТЭС (работа в режиме)
Стихийные бедствия
Проживание вблизи АЭС (работа в режиме)
Зона неприемлемого риска
-»Переходная зона
-»-»-»-»-»Зона приемлемого риска
-»-
1.3 Понятие опасности и ее классификация
Центральное понятие курса БЖД – опасность.
Под опасностью понимают те явления, процессы или объекты, которые способны при определенных условиях наносить
ущерб здоровью человека непосредственно или косвенно, т.е. вызывать нежелательные последствия [1, 4].
Совершенная, достаточно полная таксономия (классификация) опасностей пока еще не разработана. Ниже приводится варианты классификаций опасностей, наиболее часто используемые в настоящее время учеными.
По природе происхождения опасностей можно выделить:
- техногенные,
- природные,
- антропогенные,
- социальные,
12
- смешанные опасности.
По вызываемым последствиям:
- утомление,
- заболевание,
- авария,
- пожар,
- летальный исход и др.
По приносимому ущербу:
- социальные,
- технические,
- экологические,
- экономические и др.
По сфере проявления опасностей:
- бытовая,
- спортивная,
- дорожно-транспортная,
- производственная,
- военная и др.
По характеру воздействия на человека:
- активные,
- пассивные.
К пассивным относятся опасности, активизирующиеся за
счет энергии, носителем которой является сам человек: неровности дороги (запнулся – упал), острые, колющие или режущие неподвижные предметы (наткнулся на ветку – поранился) и др.
По признаку непосредственного действия на организм человека опасности классифицируются на следующие группы:
- физические: электрический ток, шум, вибрация, электромагнитное излучение, механические воздействия и др.;
- химические: оказывающие сенсибилизирующее, канцерогенное, токсическое и др. действия;
- биологические: макро- и микроорганизмы, вызывающие
заболевания;
- психофизиологические: перенапряжение организма или
отдельных органов.
13
1.4 Антропогенные негативные факторы [3, 4, 6]
Негативные воздействия, присущие среде обитания, существуют столько, сколько существует МИР. На протяжении многих веков среда обитания человека медленно меняла свой облик,
медленно же и изменялись уровни негативных воздействий. На
человека отрицательно влияли, в основном, естественные факторы
планеты: повышенная и пониженная температуры; дикие звери,
грозы, наводнения и др. В современном мире к опасным и вредным
факторам естественного происхождения прибавились многочисленные факторы антропогенного (связанные с деятельностью человека) происхождения (шумы, вибрация, повышенная концентрация
токсичных веществ, электромагнитные поля, ионизирующее излучение и др.). Этому изменению способствовали следующие процессы на планете:
1) высокие темпы роста численности населения и его урбанизация;
2) рост потребления энергетических ресурсов;
3) интенсивное развитие промышленности;
4) массовое использование средств транспорта;
5) рост затрат на военные цели.
С древнейших времен и до прошлого столетия численность
населения на Земле изменялась незначительно, то возрастая до
нескольких сот миллионов, то снижаясь из-за эпидемий и голода.
В начале XIX в. она оставалась чуть меньше одного миллиарда.
Однако с наступлением индустриального периода развития ситуация резко изменилась: уже спустя 100 лет численность населения удвоилась, а примерно через 30 лет – утроилась. В 1975 г. она
превысила 4 млрд., а в 1987 г. – 5 млрд. человек. 12 октября
1999 г. родился 6-миллиардный житель планеты. Рост численности населения Планеты связан, в основном, с ростом продолжительности жизни людей. Этому во многом способствуют достижения медицины, повышение комфортности быта, рост продуктивности промышленного производства и сельского хозяйства.
Одновременно с ростом продолжительности жизни в ряде стран
продолжает оставаться высокой рождаемость: Индия, Китай, Восточная Азия, Африка, Центральная Америка.
14
Существует два прогноза дальнейшего изменения численности населения на Планете:
- неустойчивое развитие – к началу ХХI века численность
населения дойдет до 30 млрд. человек; Земля будет не в состоянии прокормить такое количество людей, начнутся голод, болезни, вымирание;
- устойчивое развитие – численность населения стабилизируется на уровне 10 млрд. человек; при существующем уровне
развития технологий жизнеобеспечения это соответствует нормальному развитию человечества.
Одновременно на Земле наблюдается процесс урбанизации:
отток населения из сельской местности в города. Если в 1830 г. в
городах проживало чуть более 3% населения, в 1960 г. – 34%, то
в 2020 г. городское население будет составлять не менее 57,6%.
Общая численность населения на Земле, начиная с 1970 г., увеличивалась в среднем на 1,7% в год, а население городов в это же
время возрастало ежегодно на 4%. К концу 1990 года в США было урбанизировано около 70% населения; в России – 76%.
На общем фоне урбанизации быстро увеличивается число
крупных городов-мегаполисов. Если в 1800 г., по данным ООН, в
мире был только один город (Пекин) с численностью населения
более 1 млн., то в 1900 г. их стало 16, в 1950 г. – 59, в 2010 г.
ожидается 511! Быстро растет количество гигантских городов с
численностью населения более 10 млн. человек: в 1950 г. их насчитывалось три (Нью-Йорк, Лондон, Шанхай), в 2000 г. стало 24.
Самыми крупными мегаполисами Планеты [6] к началу ХХI века
стали (млн. человек): Токио (Япония) – 26,5; Нью-Йорк (США) –
16,6; Сан-Паулу (Бразилия) – 16,1; Мехико (Мексика) – 15,5;
Шанхай (Китай) – 14,7; Бомбей (Индия) – 14,5; Лос-Анджелес
(США) – 12,2; Пекин (Китай) – 12,0; Калькутта (Индия) – 11,5;
Сеул (Корея) –11,5. Москва занимает в этом списке 21 место с
числом жителей 9,2 млрд. человек. При сохранении нынешних
темпов прироста население города Мехико к 2010 г. может достичь 30 млн. человек, то есть превысит прогнозную численность
населения всей Канады. Урбанизация ухудшает условия существования, а нередко и полностью уничтожает вокруг живую
природу. В атмосферном воздухе города (по сравнению с дерев-
15
ней) содержится в 50 раз больше оксида углерода, в 150 раз –
окислов азота и в 2000 раз – летучих углеводородов.
Вновь прибывающие в растущие города переселенцы часто
вынуждены осваивать малопригодные для проживания и подверженные опасным природным процессам участки: склоны холмов,
поймы рек, заболоченные и прибрежные территории. Ситуация
часто усугубляется отсутствием заблаговременной инженерной
подготовки и соответствующей инфраструктуры на вновь осваиваемых территориях и возведением конструктивно несовершенных зданий. Это приводит к тому, что города все чаще оказываются в центре разрушительных стихийных бедствий, где страдания и гибель людей приобретают все более массовый характер.
На урбанизированных территориях техногенные воздействия часто приводят к опусканию территорий в результате дополнительной статической и динамической нагрузки от зданий,
сооружений и транспортных систем города. Процессы опускания
городских территорий резко активизируются при извлечении
подземных вод, нефти и газа. В северо-восточной части Токио,
например, отмечена максимальная величина снижения уровня
земной поверхности – около 4,5 м за период с 1920 по 1980 г.
Рост численности жителей Земли стимулирует рост энергетики, транспорта, промышленности, причем прирост потребления
материальных и энергетических ресурсов имеют более высокие
темпы роста, чем прирост населения. По статистическим данным население США [4] в 1970 году составляло всего 7% от
населения Планеты, тогда как ими было использовано 30% всей
мировой электроэнергии. Во многих странах развитие энергетики достигалось (и достигается) за счет сжигания угля, мазута и
природного газа, это более губительно для биосферы, чем использование энергии ветра, воды и атомной энергии. Например, в
России в 1985 году на долю ТЭС приходилось 74,5% произведенной энергии; на долю ГЭС – 13,5%; на долю АЭС – 12%.
Развитие промышленности сопровождается не только увеличением выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, но и вовлечением в производство и быт новых химических элементов. В настоящее время в окружающей среде накопилось около 50 тысяч видов
16
химических соединений, не разрушаемых деструкторами экосистем
(отходы пластмасс, полиэтиленовая пленка, изоляция и др.).
Человек всегда стремился к обеспечению личной безопасности и сохранению своего здоровья на всех этапах своего развития. Это стремление стало мотивацией многих его поступков, но
каждое деяние влекло за собой новые опасности: создание
надежного жилища – это стремление защитить себя и свою семью от непогоды и хищных животных. Но с появлением жилища
появились новые опасности и вредности: кровля жилища может
обрушиться, дом – загореться, задымиться и др.
Наличие в современных жилищах бытовых приборов облегчает быт, делает его комфортным. Но одновременно это вносит
целый комплекс опасностей: электромагнитные поля, повышенный уровень радиации, контакт с токсичными веществами и др.
Аналогично развиваются процессы и в производственной
среде. Техническая революция внесла целый букет опасностей:
создание двигателя внутреннего сгорания привело к повышению
травматизма на автодорогах, потребовало защиты человека от
действия отработанных газов, масел, продуктов износа шин и др.
Ряд чрезвычайных опасных ситуаций создают военные ведомства. К ним относятся повышенный радиационный и химический фон, загрязнения компонент окружающей среды ядовитыми отравляющими веществами.
Энергетический уровень естественных опасностей и вредностей практически стабилен. Антропогенные же факторы
непрерывно повышают свои энергетические показатели.
1.5 Последовательность изучения опасности
Предотвращение любой опасности базируется на знании их
причин. Между реализованными опасностями и их причинами
возникновения наблюдается причинно-следственная связь:
опасность – есть следствие некоторой (некоторых) причины, которая, в свою очередь, является следствием другой причины. Таким
образом, причины и опасности образуют цепные структуры, которые, будучи изображенными графически, напоминают деревья.
17
Поэтому при исследовании опасностей используют понятия «дерево опасностей» или «дерево причин и опасностей» [1, 10].
Процесс построения дерева многоэтапный, степень детализации диктуется только целесообразностью.
Стадия 1. Предварительный анализ опасности:
Шаг 1. Выявление всех источников опасности.
Шаг 2. Определение частей системы, которые могут вызвать выявленные опасности.
Шаг 3. Внесение ограничений в систему, т.е. исключение
опасностей, которые не могут случиться.
Стадия 2. Выявление последовательности опасных ситуаций, построение дерева событий и опасностей.
Стадия 3. Анализ последствий, расчет риска.
На рис. 1.2 показано дерево опасности, которое может быть
построено для анализа причин возможной смерти космонавта.
Заштрихованные блоки дерева – маловероятные события, которыми при анализе можно пренебречь.
Смерть
Космонавта
Удушье
Разгерметизация
кабины
Ошибка
космонавта
Травма
столкновение
с кораблем
Столкновение
с метеоритом
Заболевание
космонавта
взрыв
на корабле
диверсионный
акт
слабое
здоровье
вирусы
на корабле
ошибка
космонавта
конструкторская
ошибка
Рисунок 1.2  Дерево опасностей для анализа причин смерти космонавта
1.6 Принципы обеспечения безопасности
Основное желаемое состояние объектов – безопасное. Состояние безопасности достигается при условии, что действующие
18
на объект опасности сведены до предельно допустимого минимума.
Существует четыре основных группы принципов обеспечения безопасности: ориентирующие, технические, организационные и управленческие.
1) ориентирующие:
- активность оператора;
- гуманность деятельности;
- замена оператора;
- ликвидация причин опасности.
2) технические:
- блокировка;
- герметизация;
- защита расстоянием;
- введение слабого звена;
- категоризации;
- экранирования.
3) организационные:
- информации;
- резервирования;
- нормирования;
- подбора кадров;
- эргонометричности.
4) управленческие:
- адекватности;
- контроля;
- обратной связи;
- ответственности;
- плановости;
- стимулирования.
Рассмотрим более подробно некоторые из принципов [1, 6].
Принцип нормирования заключается в установлении таких параметров системы, соблюдение которых обеспечивает защиту человека от соответствующей опасности. Примерами использования принципа нормирования являются установление
ПДК (предельно допустимой концентрации), ПДС (предельно
допустимого сброса), ограничения продолжительности трудовой
деятельности (введение пенсионного возраста) и др.
19
Принцип слабого звена – в систему вводится элемент, который реагирует на изменение некоторого параметра, предотвращая опасность, например, плавкие вставки, предохранительные клапаны и др.
Принцип информирования заключается в передаче и
усвоении персоналом сведений, выполнение которых обеспечит
соответствующий уровень безопасности: инструктаж, предупреждающие и запрещающие знаки, сигналы светофора и др.
Принцип категорирования состоит в делении объектов на
классы или категории по признакам, связанным с опасностью;
например, все вещества делят на четыре класса по степени их
вредности.
Эргонометрические принципы. Эргономика – одна из
наук, на которую опирается дисциплина БЖД. Эргономика –
наука о комфортных условиях труда и быта или о совместимости
характеристик человека и характеристик окружающей среды.
Специалистами выделено 5 видов эргонометрических совместимостей:
1. Информационная совместимость. В системе «ЧеловекСистема-Среда» оператор часто не управляет системой непосредственно, а через органы управления. Сами объекты управления
могут быть невидимыми и неосязаемыми, а оператор видит лишь
показания приборов, т.е. средства отображения информации.
Управление осуществляется посредством рычагов либо кнопок
(сенсомоторные устройства).
Сенсомоторные устройства + средства отображения информации = информационная модель системы.
Информационная модель должна адекватно отображать реальную систему.
2. Биофизическая совместимость. Подразумевается создание такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние оператора. Для многих факторов законодательно приняты
оптимальные и предельные значения характеристик среды,
например, концентрация фенола в питьевой воде не должна превышать 0,001 мг/л.
3. Энергетическая совместимость. Предусматривает согласование органов управления с оптимальными возможностями
20
оператора в отношении скорости, прилагаемых усилий, мощности.
4. Пространственно-антропометрическая совместимость.
Предполагает учет размеров тела человека, возможности обзора
пространства и др. Например, регламентируется расстояние от
пульта управления до оператора.
5. Технико-эстетическая совместимость. Заключается в
обеспечении удовлетворенности оператора от общения с системой.
Контрольные вопросы к теме 1
1. Привести примеры потенциальных и реальных опасностей.
2. Привести примеры природных, антропогенных, техногенных, спортивных, социальных, военных опасностей.
3. Нарисовать дерево опасности для анализа возможной
смерти оператора ЭВМ на рабочем месте.
4. Назвать основные группы принципов, на которых основывается организация безопасности жизнедеятельности.
5. К какому принципу обеспечения безопасности жизнедеятельности относится введение курса БЖД?
6. Назвать основные эргонометрические совместимости.
7. Какую основную эргонометрическую совместимость
необходимо учитывать в работе программиста?
8. На каких принципах основаны системы обеспечения безопасности в компьютере?
9. Приведите реальные примеры положительной и отрицательной связи элементов, изображенных на рисунке 1.2 стрелками.
21
2 ЧЕЛОВЕК КАК ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ
«ЧЕЛОВЕК – СРЕДА»
2.1 Основные элементы защитной системы
человека
За миллионы лет в ходе эволюции у человека выработалась
надежная естественная защитная система от опасностей. Как
она устроена и каковы ее основные элементы?
Человек осуществляет связь со средой посредством анализаторов, которые называются органами чувств. Характеристики
анализаторов необходимо учитывать при создании систем безопасности. Любой анализатор состоит из рецептора, проводящих
путей и мозгового центра. Рецептор превращает энергию раздражителя в нервный импульс. Передающие пути передают импульс в кору головного мозга. Мозговой центр обрабатывает
информацию и принимает в ответ на нее решение.
Основой естественной системы защиты от опасности является нервная система, которая подразделяется на центральную и
периферическую [1, 4]. Центральная нервная система (ЦНС)
включает в себя головной и спинной мозг и состоит из десятков
миллиардов нервных клеток. Периферическую нервную систему составляют особые волокна – нервы, которые пронизывают
все без исключения органы. С нервными волокнами связаны специальные чувствительные аппараты, воспринимающие сигналы
внешнего мира и самого организма, которые академик И.П. Павлов назвал рецепторами (датчиками). Все рецепторы имеют специализацию: одни реагируют на укол, другие – на температуру и
т.д. В зависимости от природы раздражителя датчики подразделяются на несколько групп:
- механорецепторы – вестибулярные, гравитационные рецепторы, рецепторы кожи и опорно-двигательного аппарата и
др.;
- терморецепторы – воспринимают температуру как внутри организма, так и в окружающей организм среде;
- хеморецепторы – реагируют на воздействие химических
веществ (рецепторы вкуса, обоняния);
- фоторецепторы – воспринимают световые раздражители;
22
- болевые рецепторы – особая группа, возбуждаемая механическими, химическими или тепловыми раздражителями.
Морфологически рецепторы представляют собой чувствительную клетку, снабженную, чаще всего, волосками – «ресничками». Для возбуждения фоторецептора, например, достаточно
5–10 фотонов; для обонятельного – одной молекулы вещества.
При длительном воздействии раздражителя на рецептор чувствительность последнего постепенно снижается, когда действие раздражителя исчезает – чувствительность восстанавливается. С помощью анализаторов человек получает информацию об окружающем мире. Анализаторы превращают энергию раздражения в
нервные импульсы, которые со скоростью около 120 м/с поступают по нервам в ЦНС. Здесь они распознаются, вырабатывается
ответное решение организма, затем поступают приказы для исполнительных органов, которые совершают нужные действия.
Таким образом, нервная система, обеспечивая реакцию организма
на внешние раздражители, приводит организм в равновесие с
окружающей средой. Эту деятельность физиолог И.М. Сеченов
назвал рефлекторной. Благодаря рефлекторной деятельности организм человека защищен от опасностей (в рамках возможностей
человека).
При описании анализаторов используют следующие характеристики:
 Пороговая величина. Наименьшая величина раздражения, которая вызывает ощущение. Для начала ощущения нужно
достичь определенной для данного рецептора пороговой величины.
 Предельное значение. Величина раздражения, выше которой анализатор перестает работать адекватно. Например, вместо очень громкого звука человек может почувствовать боль в
ушах.
 Диапазон чувствительности анализатора. Интервал от
порога чувствительности до предельного значения называют
диапазоном чувствительности анализатора.
 Дифференциальный порог. Минимальная разность
между интенсивностями двух раздражителей, которая вызывает
едва заметное различие ощущений, называется дифференциальным порогом.
23
 Латентный период. Время от начала действия раздражителя до появления ощущения.
Изучая возможности человека воспринимать различные веса, немецкий физиолог Вебер пришел к выводу, что приращение
веса заметно, если выражается относительной величиной 1/30.
Позже, отталкиваясь от этих данных, немецкий физик Г. Фехнер
нашел общее выражение зависимости интенсивности ощущения
от силы раздражителя. Изучая два ряда коррелированных величин, Фехнер сформулировал закон, согласно которому при возрастании силы раздражителя в геометрической прогрессии интенсивность ощущения возрастает в арифметической прогрессии,
или, выражаясь по-другому, чтобы реакция организма росла в
арифметической прогрессии, надо, чтобы стимул (раздражение)
рос в геометрической прогрессии. Этот основной закон психофизики получил название «закон Вебера-Фехнера»:
E  K  lg I  C ,
где Е – ощущение организма;
 – приращение раздражителя;
К – коэффициент пропорциональности, зависящий от вида
рецептора.
Так, чтобы два чистых звука воспринимались как различные, новый звук должен отличаться от исходного на 1/10 величины, новый вес – на 1/30, а для световых раздражителей эта пропорция – 1/100.
В многообразной рефлекторной деятельности мозга выделяют врожденные безусловные рефлексы и приобретенные
условные.
Безусловные рефлексы передаются по наследству. Учеными доказано, что за рефлексы, спасающие человека от опасности,
отвечает система клеток в спинном и головном мозге.
Особый тип рефлекторной деятельности – условные рефлексы. Условные рефлексы открыты Павловым И.П. По его
определению: условный рефлекс – это временная гибкая связь
сигналов с ответной деятельностью человека. Она формируется на основе опыта. Значение этих рефлексов огромно. Благодаря им человек может заблаговременно предпринять необходимые действия для защиты от опасности, не видя самой опасности,
24
но ориентируясь на признаки. Условный сигнал, не получающий
практического подкрепления, постепенно угасает, в конце совсем
исчезает. Этим обусловлена низкая эффективность некоторых
мероприятий по охране труда. Поэтому надо постоянно проходить инструктаж, чтобы подкреплять знания.
Живой организм постоянно приспосабливается к воздействию негативных внешних воздействий. Универсальное свойство сохранять стабильность работы различных органов в ответ
на изменяющиеся условия ОС называется гомеостаз. При малых
уровнях воздействия раздражителя человек просто воспринимает
информацию, поступающую извне. Человек слышит речь, музыку, запахи. При высоких уровнях раздражения появляются нежелательные воздействия. Компенсация изменений факторов среды
обитания возможна посредством адаптации (приспособления).
Защитные реакции человека имеют три стадии: нормальная физиологическая реакция (гомеостазис), нормальные адаптационные изменения и патологические изменения, которые могут привести к заболеваниям.
В организме человека с рождения функционирует ряд систем обеспечения безопасности. К ним относятся глаза, уши,
кожа, иммунная система и др.
Кожа [1, 4, 10] – внешний покров тела, орган со сложным
строением. Он выполняет несколько функций: защищает организм от воздействия внешней среды, является носителем рецепторов, играет роль терморегулятора и др. Кожа состоит из трех
слоев: наружный слой (эпительный) – эпидермис, собственно кожа (дерма) и подкожная жировая клетчатка.
Защитные функции кожи: эпидермис и жировая ткань
предохраняют организм от ушибов, растяжений, давления; пигмент меланин, находящийся в коже, предохраняет от воздействия
УФ- излучения2; кожное сало и пот создают кислую среду, непереносимую многими микробами; роговой слой кожи также
непроницаем для микробов.
К естественной защите человека относят также следующие
функции.
2
УФ-излучение – излучение ультрафиолетового спектра.
25
Чихание – форсированный выдох через нос и кашель –
форсированный выдох через рот. Благодаря высокой скорости
струя воздуха уносит с собой из полости носа или рта инородные
тела и раздражающие агенты.
Слезотечение – возникает при попадании раздражающих
веществ на слизистые (нос, горло, трахеи, бронхи). Слезы выделяются наружу и попадают внутрь носовой полости, смывая раздражающие вещества (при плаче человек как бы «хлюпает» носом). В 1922 г. английский микробиолог Флеминг выделил из
слезной жидкости замечательное вещество – лизоцим, которое
убивает патогенные микробы даже в разведении 1:100 000 000.
Некоторые растения, например, хрен, редька, лук, чеснок вырабатывают похожие по действию вещества. Попадая на микробную
клетку, лизоцим растворяет ее оболочку и затем убивает микроб.
Боль – выполняет защитную функцию информационным
способом, она указывает на нарушение нормального течения физиологического процесса в организме и на место возникновения
этого нарушения.
Движение – активное движение может приглушить физическую и душевную боль. (Говорят: «Человек забывается на работе»). Кроме того, движение может отодвинуть или отгородить
человека от опасности (убежать, закрыться руками, закрыть глаза
и др.). Движение осуществляется с помощью двигательного аппарата за счет сокращения двигательных мышц.
Кожу, слизистые, боль, движение и лизоцим считают первым защитным барьером организма.
Для борьбы с болезнетворными микробами у человека имеется второй защитный барьер. Пройдя первый барьер (если кожа
или слизистые повреждены), микробы встречаются со вторым
барьером: с лейкоцитами крови или с белыми кровяными тельцами. В 1 куб. мм крови человека содержится до 8 тыс. лейкоцитов. (У взрослого человека 5–8 литров крови). Борьбу лейкоцитов и микробов изучал И.И. Мечников и назвал этот процесс фагоцитоз.
Свойство организма, обеспечивающее его устойчивость в
борьбе с болезнетворными микробами и вирусами, называется
иммунитетом. Различают врожденный и приобретенный иммунитет. Врожденный иммунитет наследуется генетически.
26
Например, человек не может заболеть собачьей чумкой, а собаки
не болеют клещевым энцефалитом. Если болезнетворные микробы и попадают в организм, их быстро распознают и обезвреживают посредством развивающегося воспаления.
Дважды одной инфекционной болезнью не болеет человек
из-за приобретенного во время первого заболевания иммунитета. Он обеспечивается специфической сывороткой крови – антителами, возникающими из гамма-глобулина после перенесенной болезни. Иммунитет можно создать искусственно, вводя в
организм соответствующую вакцину. В качестве вакцины используют или ослабленные штаммы болезнетворных организмов,
на которые человек вырабатывает антитела, либо это сами выработанные другим организмом антитела.
2.2 Анализаторы человека
А. Тактильный анализатор (осязание) [1, 4, 6, 10]. На коже человека имеется около 500 тысяч неравномерно расположенных точек – тактильных анализаторов, которые реагируют на механические раздражители (прикосновение, давление). Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по минимальному давлению предмета на кожную поверхность, при котором начинается ощущение. На различных частях тела эти пороги
различны: минимальный порог ощущения для кончиков пальцев
кистей рук – 3 мг/мм2; для тыльной стороны кисти – 12 мг/мм2; а
для кожи пятки – 250 мг/мм2[6].
Информация от всех этих тактильных рецепторов собирается в спинной мозг и по проводящим путям белого вещества поступает в ядра таламуса, а оттуда в высший центр тактильной
чувствительности – область задней центральной извилины коры
больших полушарий.
Временной порог тактильной чувствительности менее 0,1 с.
Характерная особенность тактильных анализаторов – быстрое
развитие адаптации, т.е. исчезновение чувства прикосновения при
давлении. Время начала привыкания (адаптации) от 2 до 20 с.
Б. Болевой анализатор. Боль – сигнал тревоги для организма. На 1 кв. см кожи имеется не менее 100 болевых точек –
оголенных окончаний нервов. Организм реагирует на боль ре-
27
флекторным движением. Между тактильными и болевыми рецепторами имеется противоречие: наименьшая плотность болевых
рецепторов приходится на те участки кожи, которые богаты тактильными рецепторами. Это связано с различием функционального назначения рецепторов: болевые играют оборонительную и
информационную роль, а тактильные – ориентировочную.
Биологический смысл боли заключается в том, что она, являясь сигналом опасности, мобилизует организм на борьбу за его
самосохранение. Под влиянием боли перестраивается работа всех
систем и повышается реактивность организма. Но боль, выполняя
полезную функцию, может сама по себе стать опасной. При болевом шоке может возникнуть гибель организма.
Пороги болевой чувствительности:
- кожа живота – 20 мг/мм2;
- кончики пальцев – 300 мг/мм2.
Критическая частота слияния болевых раздражителей 3 Гц.
Предполагается, что психофизический закон Вебера-Фехнера для
этого анализатора не действует.
В. Температурные анализаторы [1, 6, 10]. Температурная
чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, обеспечиваемой терморегуляцией.
Температура кожи человека ниже температуры тела и различна
на разных участках: на лбу – 34 – 35°С; на лице – 20 – 25°С; на
животе 34°С; на стопах ног – 24 –27°С. Средняя температура раздетого человека – 30 – 32°С.
В коже человека обнаружено два вида тепловых рецепторов:
одни реагируют только на тепло, другие – на холод. Всего на коже насчитывают около 30 тыс. тепловых точек и 250 тыс. холодовых. Абсолютный порог температурной чувствительности для
тепловых точек – 0,2°С, для холодовых – 0,4°С. Порог различительной чувствительности около 1°С. Температурные анализаторы защищают организм от перегревания и переохлаждения.
Г. Вибрационный анализатор. Вибрация высокой интенсивности может привести к серьезным нарушениям деятельности
всех систем человека и даже к тяжелому заболеванию. При небольших значениях интенсивности и длительности вибрация может быть полезна: снимает усталость, повышает обмен веществ,
увеличивает мышечную силу (действие вибромассажера). Специ-
28
альных анализаторов, воспринимающих вибрацию, пока ученые
не обнаружили. Наиболее чувствительны к вибрации дистальные
участки тела (наиболее удаленные от медиальной плоскости,
например, кисти рук).
Диапазон ощущений вибрации колеблется от 1 до 10 000 Гц.
Д. Вкусовой анализатор. В физиологии существует четырехкомпонентная теория вкусовых ощущений: сладкое, горькое,
кислое и соленое. Все остальные вкусы – их комбинации. Вкус
воспринимается вкусовыми луковицами – микроскопическими
образованиями в слизистой языка. Таких луковиц во рту несколько тысяч. Каждая луковица имеет 10–15 вкусовых клеток с
ворсинками. Каждая луковица различает чаще всего один вкус.
Разные участки языка имеют разную чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка более чувствителен к сладкому,
корень языка – к горькому, края языка – к кислому.
Е. Обонятельный анализатор. Запах может служить сигналом, предупреждающим об опасности. Для распознавания
опасных для здоровья газов, не имеющих своего запаха, к ним
для обеспечения безопасности добавляют одоранты. Приборов
для определения запаха, лучших носа живого организма, пока
нет. Обоняние у человека развито очень сильно, но у многих животных оно намного лучше. Слоны, например, улавливают запахи слонихи на расстоянии до 5 км.
Обонятельные клетки (их около 60 миллионов) располагаются в слизистой носа на площади около 5 см2. Клетки покрыты
огромным количеством волосков длиной 30–40 ангстрем. Площадь их соприкосновения с пахнущими веществами составляет
5–7 м2! Если на анализаторы попадает опасное для здоровья вещество, то рефлекторно замедляется или прекращается дыхание
(хлороформ, нашатырный спирт). Запахи способны вызвать отвращение к пище или другие отрицательные реакции (тошнота,
обморок). Некоторые запахи изменяют (усиливают) зрительную
функцию (толуол), слуховое восприятие (бензол) или повышает
чувствительность одних рецепторов, снижая при этом других
(камфара, например, усиливает чувствительность зрительных
анализаторов к зеленому спектру и снижает к красному).
29
Абсолютный порог обоняния у человека измеряется долями
миллиграмма вещества на литр воздуха, но общепризнанной
классификации обонятельных ощущений нет.
Ж. Слуховой анализатор [1, 4, 6, 10]. Звуковые сигналы
доставляют для человека значительную часть информации. Звуки воспринимаются ушами. Человеческое ухо – поразительно
чувствительный орган. Оно выполняет две функции: восприятие
звуков и сохранение равновесия тела. Ухо способно воспринимать перепад давления, какое происходит при подъеме на высоту
в 8 мм. Человеческому уху доступны механические колебания с
частотой от 16 до 20 000 Гц.
По своему строению ухо делится на три части: внутреннее,
среднее и наружное.
Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода (длиной, примерно, 2,7 см). Ушная раковина служит для
улавливания звука и определения направления звука. Слуховой
проход наглухо закрыт барабанной перепонкой толщиной 0,1 мм.
Под влиянием звукового давления перепонка колеблется.
Среднее ухо заполнено воздухом. В нем имеются три маленькие косточки: молоточек, наковаленка и стремечко.
За средним расположено внутреннее ухо, заполненное специальной жидкостью. В нем находятся два органа: орган слуха и
вестибулярный аппарат. В органе слуха находятся около 23 000
клеток – анализаторов, в которых звуковые волны превращаются
в нервные импульсы.
Основными параметрами звуковых волн являются уровень
интенсивности звуковой волны и частота, которые субъективно человеком воспринимаются как громкость и высота звука.
Величина порога слышимости зависит от частоты звука. Предельным значением слухового рецептора является порог болевой
чувствительности (130–140) дБ. Соотношение уровня интенсивности и частоты определяет уровень громкости звука.
З. Зрительный анализатор. Зрение – сложный биологический процесс, с помощью которого человек получает 90% информации об окружающем его мире, познает форму, цвет, величину
предметов, направление и расстояние до них. Орган зрения – глаз –
обладает высокой чувствительностью. Сетчатка глаза содержит
множество отдельных светочувствительных элементов, которые
30
воспринимают излучения с длиной волны от 380 (фиолетовый) до
760 (красный) нанометров. Остальной спектр человек без дополнительных приспособлений не видит.
Глаз реагирует на яркость, которая представляет собой отношение силы света (интенсивности), излучаемой поверхностью,
к площади этой поверхности. Яркость выражается в нитах (нт).
При больших яркостях возникает эффект ослепления (более
30 000 нт). Гигиенически приемлемая яркость до 5 000 нт.
Например, яркость ночного безлунного неба равна 110–4 нт; яркость спирали лампы накаливания – 5106 нт; солнца – 5109 нт.
Под контрастом понимается степень воспринимательного
отличия двух яркостей, разделенных в пространстве или времени
(различение двух отдельных предметов, отличие предмета от фона).
Острота зрения характеризует минимальный угол, под которым две точки видны как раздельные. Две точки объекта, расположенные настолько близко друг к другу, что их изображения
на сетчатке глаза попадают в один и тот же светочувствительный
элемент, расположенный на сетчатке глаза, воспринимаются глазом как одна точка. Минимальный угол зрения, при котором две
черные точки на белом фоне на расстоянии 10 метров различаются как отдельные, называется остротой зрения. Обычно острота
зрения лежит в диапазоне от 1 до 10 минут. 1 минута – это угол,
под которым виден отрезок в 1 см на расстоянии 34 метра от глаза [1]. Острота зрения у одного и того же человека зависит от
освещенности, контрастности, формы и размеров объекта и др.
Ощущение, вызванное световым сигналом, в течение некоторого времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала.
Инерция зрения составляет 0,1 – 0,3 с. Если сигнал был большой
интенсивности, то возникает послеобраз в дополнительном цвете
(темные предметы кажутся светлыми, а светлые – темными). При
резком интенсивном сигнале послеобраз чаще возникает желтого
или красного цвета. При воздействии прерывистых раздражителей (мельканий) возможно появление стробоскопического эффекта. Если время, разделяющее дискретные акты наблюдения,
меньше времени гашения зрительного образа, то прерывистое
наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При этом
31
эффекте возможна иллюзия неподвижности движущихся предметов, что может стать причиной травм и аварий. Негативное действие стробоскопического эффекта увеличилось с появлением
газоразрядных ламп. Колебания электрического напряжения в сети создают в таких лампах колебания светового потока. Если частота вращения некоторого объекта совпадет с частотой колебания светового поля, может создаться эффект остановки объекта.
При восприятии объектов в двумерном и трехмерном пространствах различают поле бинокулярного зрения и глубинное зрение. Поле бинокулярного зрения охватывает в горизонтальном
направлении 120 – 160°, в вертикальном вверх – 55 – 60°; вниз – 65
– 72°. Ошибка оценки расстояния до 30 метров составляет 12 %.
И. Цветовой анализатор. Оптический анализатор глаза
включает два вида рецепторов: палочки (130 млн.) и колбочки
(7 млн.). Колбочки – рецепторы хроматического (цветного) зрения, они обеспечивают «дневное» зрение. Палочки – рецепторы
ахроматического зрения, осуществляют «ночное» видение. Благодаря палочкам человек видит ночью, но зрение его бесцветное.
Днем главный орган – колбочки и зрение человека цветное. У голубей и кур нет палочек, только колбочки – они ночью не видят.
Отклонения бывают и у человека: дальтонизм, цветовая слепота,
куриная слепота. При цветовой слепоте все цвета воспринимаются как серые. Дальтоники не различают красный и зеленый цвета:
они для них кажутся серыми. Дальтониками являются около 5%
всех мужчин и только 0,5% женщин.
Любой цвет человек воспринимает как комбинацию трех
основных цветов: красного, синего и зеленого. Наиболее чувствительна сетчатка глаза к зеленому цвету. Это самый полезный
успокаивающий цвет.
К. Органический анализатор. Мозг человека получает
информацию не только от внешней среды, но и от самого организма. Чувствительные аппараты имеются практически во всех
внутренних органах, они вырабатывают сигналы, которые являются необходимым условием для регуляции деятельности внутренних органов. Пороги их изучены недостаточно. Нервная система поддерживает состояние всех органов в относительном
постоянстве – в гомеостазе.
32
В вопросах защиты от опасности имеет значение время реакции организма на различные раздражители. Для разных людей и
разных анализаторов это время различно. Среднее время реакции
на раздражение разных групп анализаторов приведено в табл. 2.1.
Таблица 2.1 – Среднее время реакции человека на раздражитель
Анализатор
болевой
вестибулярный
вкусовой:
-»-»-»зрительный
слуховой
тактильный
температурный
Раздражитель
укол
вращение
горький
кислый
сладкий
соленый
свет
звук
прикосновение
тепло, холод
Время реакции, с
0,13
0,4
1,08
0,54
0,45
0,31
0,15
0,12
0,09
0,28
Все анализаторы функционируют в сложном взаимодействии. Ядром является рефлекторный путь – постоянные и временные нервные связи между их мозговыми концами. Структура
связей формируется в зависимости от условий жизни человека.
Если человек попадает в необычную ситуацию, то может возникнуть конфликт. Чтобы предотвратить его появление, нужно
сформировать новые рефлекторные пути за счет тренировок. В
реальных условиях на каждый анализатор одновременно действуют несколько раздражителей, причем действие одних сказывается на действии других анализаторов. Например, сильный
шум снижает зрение. Чувствительность зрительного анализатора
изменяется под действием запахов, температуры, вибрации. Поэтому, определяя оптимальные условия функционирования человека, нужно учитывать всю систему возможных раздражителей.
2.3 Функциональные состояния действующего
человека
Эффективность деятельности человека зависит от многих
факторов: от предмета и орудий труда, организации рабочего ме-
33
ста, работоспособности и др. Под работоспособностью [1, 6]
понимают величину функциональных возможностей организма
человека, характеризующуюся количеством и качеством работы,
выполняемой за определенное время. Во время выполнения человеком любых действий проходит несколько фаз изменения его
работоспособности.
1. Фаза мобилизации (предстартовая). Субъективно фаза
выражается в постановке задачи, продумывании будущих действий, мысленном «проигрывании» предстоящей работы. При
этом, как правило, повышается тонус центральной нервной системы, усиливается функциональная активность органов и систем. Нередко эта фаза длится значительное время.
2. Фаза первичной реакции. Для нее характерно небольшое снижение почти всех показателей, но эта фаза довольно
кратковременная – длится несколько минут.
3. Фаза гиперкомпенсации. Фаза «врабатывания», продолжение первой фазы. Человек приспосабливается к наиболее
экономному, оптимальному режиму работы. Уровень работоспособности постепенно повышается по сравнению с исходным
уровнем, и в зависимости от характера труда фаза может длиться
от нескольких минут до 2–2,5 часов.
4. Фаза компенсации. Устанавливается оптимальный режим работы. Эффективность труда в этой фазе максимальная.
При планировании работ необходимо стремиться к удлинению
этой фазы.
5. Фаза субкомпенсации. Высокий уровень производительности начинает снижаться. Показатели ухудшаются. Наступает утомление.
6. Фаза декомпенсации. Быстро ухудшается состояние организма. Снижаются все показатели.
7. Фаза срыва. Наблюдается значительное расстройство регулирующих механизмов.
Начиная с фазы субкомпенсация, начинается состояние
утомления.
34
2.4 Психические качества человека и их связь
с работоспособностью
Характер реакций человека на опасность зависит от личностных качеств: безусловных рефлексов, физического и психического состояния человека, профессиональных навыков, опыта,
мотивации к безопасности деятельности. Большое значение имеет развитый оборонительный инстинкт: отдергивание руки от горячего, закрывание глаз при вспышке яркого света, убегание от
собаки. К психофизиологическим свойствам человека, влияющим на его способность реагировать на опасность, относятся
способность обнаруживать сигналы опасности, скоростные возможности человека и др. Эти свойства зависят от утомленности
человека, степени опьянения, здоровья и др. Защищенность людей от опасности зависит и от комплекса индивидуальных психических качеств: темперамента, внимания, мышления, воли, координации движений, эмоциональной устойчивости и др. Исследование причин несчастных случаев показывает, что нередко они
являются следствием психологических особенностей человека,
таких как недостаточная концентрация внимания, неосмотрительность, нехватка навыка терпения, медлительность, импульсивность, агрессивность, нетерпимость к замечаниям. Совокупность этих характеристик называется человеческим фактором.
Человеческий фактор определяет степень защищенности человека от опасности. В большей степени человеческий фактор формируется в процессе практической деятельности человека, в
меньшей степени он является врожденным.
Изучением человеческого фактора в безопасности жизнедеятельности занимается наука психология безопасности. Объектами исследования психологии безопасности является изучение
влияния на безопасность человека смысла, действия, мотивов,
поступков, навыков, пола, возраста, стажа работы, наличия опасных состояний: алкогольного и наркотического опьянения.
Смысл. Субъективное восприятие того или иного действия
называют смыслом. Смысл формируется с учетом опыта, с течением времени смысл может измениться. Например, некто, выполняя какое-то действие, получил травму. Некто начинает бояться впредь выполнять подобное действие. Другие субъекты
35
этого факта не знают и не испытывают страха перед выполнением этого действия. Смысл, который человек вкладывает в свои
действия, является ключом к его поведению, смысл позволяет
объяснить причину действия.
Навык. Основательно усвоенное, доведенное до автоматизма действие превращается в навык. Благодаря навыкам отдельные действия выполняются без сознательного контроля. С одной
стороны – это положительный фактор. Но из-за появления навыков могут возникнуть отрицательные явления, например, явление
интерференции. Выделяют два вида интерференции навыков:
ассоциативное торможение и репродуктивное торможение. Ассоциативное торможение – это явление, при котором навык, сформировавшийся ранее, мешает правильно выполнить некоторое
действие. Репродуктивное торможение – это случай, когда срабатывает более прочный навык, но не тот, который нужен в данный момент.
Мотив. Среди психологических факторов, влияющих на
безопасность, важное место занимают мотивы. Мотивы –
направляющая сила в предметной области. Исходя из мотивов,
можно понять причины, заставляющие человека преднамеренно
нарушать правила.
В человеческой деятельности проявляются следующие мотивы: выгода, удобство, безопасность и др. В понятие «выгода»
включается престиж, высокая зарплата, профессиональная гордость. В мотив «безопасность» – стремление снизить опасность.
Мотив «удобство» – это стремление выбрать наиболее легкий
путь решения задачи. У разных людей мотивы неодинаковы. Нередко мотивы вступают в конфликт друг с другом, например,
стремление к выгоде может снизить барьер безопасности. С приближением к цели усиливается сила мотива к ее достижению.
Возраст и стаж. Анализ влияния возраста и стажа работы
на травматизм показывает, что возраст работающего в пределах
от 16 до 60 лет практически не сказывается на количестве травм;
с повышением стажа число несчастных случаев снижается. Однако исследователи отмечают три пика увеличения вероятности
возникновения несчастных случаев на производстве: первый пик
определяется в начале освоения профессии (зона А на рис. 2.1)
при стаже до двух лет. Он связан с недостатком знаний и отсут-
36
Уровень травматизма , %
ствием трудовых навыков. Второй пик выявляется при стаже
5–9 лет (зона С на рис. 2.1), он связан с появлением излишней
самоуверенности, недостаточной осмотрительности в работе,
бравады, халатности. Третий (зона Е на рис. 2.1) может возникнуть после 25 лет стажа, что связано со снижением внимания,
скорости реакции, с быстрой утомляемостью работника.
С
А
2
Е
D
В
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
стаж
Рисунок 2.1 – Зависимость уровня травматизма от стажа работы [1]
Биологические ритмы. В конце прошлого века венский
психолог Г. Слобода и берлинский врач В. Флейс предположили,
что в организме человека действуют три многодневных ритма:
физический, 32эмоциональный Стаж
и работы,
интеллектуальный.
Когда эти
годы
ритмы, преставленные графически, меняют фазу с «+» на «–»,
защищенность человека от опасностей резко падает. Критические
дни каждого человека определяются со дня его рождения и могут
быть предсказаны на любой период жизни. Пример биоритмов
показан на рис. 2.2.
Рисунок 2.2 – Фрагмент биоритмов человека, родившегося 1.09.2000 г.
37
Эта гипотеза (влияние биоритмов на работоспособность и
травматизм) проверялась в Японии и на некоторых предприятиях
России и получила подтверждение.
Пол. В вопросах безопасности имеются различия у мужчин
и у женщин. В любых условиях женщины ведут себя более
осмотрительно, меньше склонны нарушать правила безопасности, более аккуратны. Но в экстремальных ситуациях надежность
женщин резко снижается, и мужчины успешнее выходят из ситуаций.
Опасные состояния. Причинами несчастных случаев часто
становятся опасные состояния: утомление, заболевания, стресс,
опьянение. К опасным состояниям относят и внешние факторы:
активность солнца, фазы луны, а также плохой психологический
климат в коллективе, неблагополучная обстановка дома и др.
Много несчастных случаев связано с употреблением спиртных
напитков, т.к. алкоголь влияет на нервную систему и на чувствительность рецепторов. Алкоголь быстро всасывается в кровь, всасывание начинается уже в ротовой полости, всасывание продолжается в желудочно-кишечном тракте в течение 1,5–2 часов. Через 5 минут первые дозы алкоголя достигают головного мозга.
Сразу же после приема начинается и выведение алкоголя из организма: его окисление до углекислого газа и воды. Весь процесс
окисления продолжается до 2 недель, но наибольшей интенсивности достигает через 6–16 часов. Алкоголь снижает сопротивляемость организма к действию опасных и вредных производственных факторов. Даже трезвый, но употребляющий регулярно
алкоголь человек, больше подвержен опасностям.
2.5 Основные методы защиты человека
от опасностей
В безопасности деятельности заинтересован как сам человек, так и все общество в целом. От безопасности деятельности
зависит здоровье, жизнь человека и производительность его труда. Человек от рождения надежно защищен от опасностей. В
этом ему помогают защитные барьеры и свойственные сугубо человеку свойства: память, мышление, воображение, знания. Но
полагаться только на естественную систему защиты человеку
38
нельзя. Защиту необходимо дополнять надежными искусственными средствами с учетом достижений современной науки и
техники.
Какими методами и средствами может дополнительно пользоваться человек?
Метод первый
Метод основан на пространственном или временном разделении нокосферы (пространства, в котором действуют опасности)
и гомосферы (пространства, в котором находится человек). Необходимо стремиться отделить опасность от места, где находится
человек или, наоборот, воспрепятствовать человеку проникать в
зону опасности. При временном разделении, вначале предписывают удалить опасность, затем в это пространство переместить
человека. В человеке от природы заложен инстинкт самосохранения: он сам стремится убежать от опасности, спрятаться. Там, где
этот инстинкт в полной мере не срабатывает, нужно добиться
этого искусственно.
В инженерном отношении этот метод реализуется путем дистанционного управления опасными процессами, комплексной
автоматизацией и механизацией, применением роботов и автоматов, которые незаменимы в эксплуатации атомных электростанций, генераторов сверхмощного излучения и др. К этому же методу относятся ограждения, герметизация опасных объектов.
Метод второй
Суть метода состоит в обеспечении безопасного состояния
среды, окружающей человека. В компонентах окружающей среды (воздухе, воде, почве) часто содержатся вредные и ядовитые
вещества. Смеси некоторых веществ являются взрывоопасными
или пожароопасными. Для нормализации качества среды и для
привода ее в безопасное состояние применяется вентиляция и
кондиционирование воздуха, очистка и обеззараживание питьевой воды и др. инженерные решения.
Чтобы уменьшить вредное влияние шума в зданиях, стены
делают из звукопоглощающих материалов, устанавливают глушители шума. Безопасность труда во многом зависит от светово-
39
го режима, поэтому необходимо уделять достаточное внимание
естественному и искусственному освещению.
Метод третий
Усиление защитных сил самого человека. Известно, что механизм регулирования температуры человека справляется со
своими обязанностями в диапазоне температур внешней среды от
–40 до +50°С, т.е. диапазон допустимых температур составляет
около 90°С. В космосе перепад температуры при освещении
солнцем и в тени составляет около 300°С, но космонавты работали в открытом космосе по несколько часов. В этом им помог специальный костюм – скафандр. В настоящее время созданы специальные средства защиты для головы (каска), ушей (беруши),
органов дыхания (респиратор), глаз (защитные очки). Примерами
могут служить предохранительные пояса у монтажников, наушники, перчатки, специальные резиновые сапоги и др. приспособления. В жизни использование индивидуальных средств защиты
создает дополнительные неудобства (трудно все время быть в
скафандре), поэтому при отсутствии опасности нужно стремиться
находиться без них.
Кроме средств специальной защиты третий метод предусматривает средства, усиливающие адаптацию человека. Это
обучение безопасности жизнедеятельности, тренировка организма, укрепление здоровья и др.
Контрольные вопросы к теме 2
1. В чем суть закона Вебера-Фехнера?
2. Какие показатели характеризуют чувствительность анализаторов человека?
3. Чем отличаются условные и безусловные рефлексы?
4. Какие защитные системы можно выделить у человека?
5. На какой части тела наибольшее количество тактильных
анализаторов?
6. Какие функции в организме человека выполняет кожа?
7. Какую функцию в защите от опасностей играет боль?
8. Какой из анализаторов человека имеет меньшее время реакции?
40
9. Является ли движение защитной функцией человека?
10. Какие фазы в деятельности человека можно выделить?
11. С какой фазы начинается утомление?
12. Положительную ли роль в психофизических свойствах
человека играют навыки?
13. Какие мотивы можно выделить в деятельности человека?
14. Что такое «человеческий фактор» в системе безопасности?
15. Как влияет стаж работы на безопасность деятельности?
16. Как влияет пол человека на безопасность жизнедеятельности?
17. Что называется «второй защитный барьер человека»?
18. Назовите три метода искусственной защиты от опасностей.
19. К какому из методов относится инструктаж на рабочем
месте?
41
3 БЫТОВАЯ (ЖИЛАЯ) СРЕДА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ
НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
3.1 Определение бытовой среды. Основные
группы неблагоприятных факторов бытовой
среды [5]
В результате техногенной деятельности людей во многих
регионах нашей планеты нарушилась биосфера и был создан
новый тип среды обитания – техносфера. По определению «биосфера» – это область распространения жизни на Земле, не испытавшая техногенных воздействий [12]. «Техносфера» – это регион биосферы, преобразованный людьми с помощью прямого или
косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего
соответствия своим потребностям.
Создавая техносферу, человек стремился к повышению
комфортности среды обитания, к защите себя от естественных
негативных воздействий. Все это, конечно, отразилось на условиях жизни и сказалось на ее продолжительности. В железном веке,
например, продолжительность жизни человека, в среднем, составляла около 30 лет, к началу ХIХ века – уже 35–40 лет, а в
конце ХХ века – 60–63 года.
Однако создание техносферы во многом не оправдало мечты человека: все меньше на Планете территорий осталось с ненарушенными естественными экосистемами. Особенно это касается Японии, Северной Америки и Европы. В Европе, например,
ненарушенные территории составляют всего 15,6% всей площади, в то время как полностью нарушенные – 64,9%. Практически
все урбанизированное население проживает в техносфере, где
условия обитания отличаются от биосферных повышенным влиянием антропогенных негативных факторов.
Окружающая среда включает в себя незатронутую человеком биосферу и урбанизированную городскую среду, в которую
включены бытовая и производственная сферы. Между этими средами существует множество связей, как негативных, так и положительных. Каждая из сред взаимодействует с человеком. Поэтому, изучая вопросы безопасности жизнедеятельности человека, нужно хорошо представлять, какие вредности и опасности мо-
42
гут подстерегать человека, пребывающего в каждой из окружающих его сред: природной, бытовой, производственной.
Определение бытовой среды (жилища) дала Всемирная организация здравоохранения  ВОЗ3.
Жилая (бытовая) среда есть совокупность условий и
факторов, позволяющих человеку на территории населенных
мест осуществлять свою непроизводственную деятельность.
Для жилой среды характерны следующие свойства:
- искусственность, т.е. определяющую роль в создании
бытовой среды играет целенаправленная деятельность человека;
- расширение сферы потребностей, удовлетворяющихся в
созданной бытовой среде: учеба, образование и самообразование, культурное развитие, развлечение, общение, оздоровительная деятельность, рекреация;
- создание новых сооружений, обеспечивающих удовлетворение современных и будущих потребностей людей;
- непрерывная изменчивость среды, порождающая новые проблемы безопасности;
- наличие позитивных (удобство, эстетическое наслаждение и др.) и негативных (шум, электромагнитные поля, вибрация
и др.) факторов.
В настоящее время в понятие «жилая среда» включаются
три иерархически взаимосвязанных уровня [5].
Первый уровень. Жилая среда – это дом, в котором живет
человек. Но одно не связанное с другими объектами города, здание не определяет состояние бытовой среды. Поэтому на первом
уровне в качестве жилой среды рассматривается пространственно
обособленный участок среды, образующий единый градостроительный комплекс: жилой дом, прилегающие улицы, скверы,
учреждения общественного обслуживания. Первый уровень в городской застройке – это жилой квартал. В квартале можно сравнивать между собой отдельные дома по их качеству, расположению относительно магистралей, наличия остановок транспорта,
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)  международная организация, деятельность которой направлена на борьбу с особо опасными
болезнями, разработку международных санитарных правил. Основана в
Женеве в 1946 году.
3
43
магазинов, поликлиник, детских учреждений, степени озеленения и др.
Второй уровень. В качестве элементов в нем выступает совокупность градостроительных комплексов (микрорайон). Система второго уровня в целом – это территория, на которой, как
правило, реализуется весь комплекс трудовых, рекреационных,
потребительских связей населения. Критерием целостности является наличие замкнутого цикла: труд – быт – отдых. Можно
сравнивать микрорайоны по степени удаленности от центра, от
производственных зон предприятий, от уровня благоустройства
домов в них и др.
Третий уровень. Уровень городских агломераций, в котором отдельные населенные пункты можно сравнивать по уровню
качества жилой среды, качеству воздуха, питьевой воды, наличию аэропортов, железнодорожного и речного либо морского
транспорта, климатическим условиям и др.
Человек пытается приспособиться к жизни в любой среде: в
сельской местности или в крупном городе. Но приспособляемость человека к жилой среде в крупных городах не может быть
беспредельной. На людей в бытовых условиях, как и в любых
других, действуют неблагоприятные факторы, основные характерные черты которых – комплексность и синергизм, т.е. усиление взаимного действия факторов на организм человека. Это затрудняет изучение действия отдельных факторов на организм,
например, трудно бывает установить причины недомогания,
снижения работоспособности, неспецифических нарушений здоровья.
Выделяют два типа неблагоприятных факторов жилой среды:
- факторы, являющиеся действительными причинами заболеваний и гибели людей;
- факторы, которые являются условиями развития заболеваний, вызываемых другими причинами.
В основном факторы жилой среды являются факторами малой интенсивности, т.е. они относятся ко второму типу. Они создают условия для развития ряда заболеваний, вызывая предпатологические состояния. Например, употребление фенола с питьевой водой может в течение некоторого времени привести к болезням печени. Все возрастающая денатурация факторов жилой
44
среды (замена природных элементов искусственными) приводит
к снижению показателей здоровья населения, особенно городского.
Существует небольшое количество факторов, действующих
в быту, которые можно отнести к группе абсолютных причин заболевания: наличие таких вредных веществ в воздухе жилого помещения, как асбест, формальдегид, аллергены, бенз(а)пирен.
Эти вещества могут стать причиной заболевания и возможной
смерти человека.
3.2 Влияние на здоровье человека состава воздуха
жилища
3.2.1 Основные источники загрязнения воздуха в жилых
помещениях
Состав воздуха в жилой среде имеет одно из важнейших
значений при оценке влияния среды на здоровье человека, т.к.
длительность воздействия этого фактора наибольшая из всех известных. Современный человек проводит в жилых помещениях (в
зависимости от образа деятельности и образа жизни) от 52% до
85% суточного времени. Поэтому внутренняя среда помещений
даже при незначительной концентрации в ней вредных веществ
небезразлична для человека. Кроме вредных веществ на человека
действуют в помещении также температурный фактор, влажность, ионно-озонный режим, радиоактивный фон, шум и др. В
случае несоблюдения комплекса мер жилая среда может стать
источником опасности для здоровья.
Основные источники загрязнения воздуха жилой среды
[4, 5, 10]. В жилых зданиях формируется особая воздушная среда,
которая зависит от состава атмосферного воздуха и мощности
внутренних источников загрязнения. В среднестатистической
воздушной среде помещения обнаруживается около 100 химических соединений разных классов опасности. Основными источниками загрязнения воздуха являются следующие:
1) загрязненный внешний атмосферный воздух;
2) деструкция отделочных полимерных материалов;
3) жизнедеятельность человека;
45
4) неполное сгорание бытового топлива;
5) курение.
1. Качество воздуха в помещении зависит от качества
окружающего атмосферного воздуха, так как все здания имеют
постоянный воздухообмен. Миграция пыли и токсических веществ возможна при искусственной и естественной вентиляции,
даже при обработке воздуха в системах кондиционирования.
Степень проникновения в помещение для разных веществ
различна: для окиси и двуокиси азота, окиси углерода, пыли концентрация в помещении такая же, как и в атмосферном воздухе
(или немного ниже); для двуокиси серы, свинца, озона – концентрация в помещении, как правило, значительно ниже, чем в атмосфере; концентрация ацетона, бензола, этилового спирта, фенола, толуола иногда в 10 раз превышает концентрацию этих веществ в атмосфере.
2. Одним из самых мощных внутренних источников загрязнения являются строительные и отделочные материалы, изготовленные из полимеров. Строительные материалы используются для покрытия полов (линолеум, ковролин), стен, потолков,
теплоизоляции, оконных и дверных блоков, элементов сборных
домов и др.
К положительным сторонам применения полимеров в строительстве и отделке можно отнести простоту их использования,
дешевизну, улучшение качества, эстетичность.
Но результаты исследований показали, что практически все
материалы выделяют небезразличные для человека вещества. В
частности, поливинилхлоридные материалы (оплетка проводов)
являются источниками бензола, толуола, этилбензола, ксилола.
ДСП выделяет фенол, формальдегид, аммиак. Ковровые изделия
из химических волокон – стирол, изофенил, сернистый ангидрид.
Стеклопластики выделяют ацетон, бутанол, фенол, стирол; лакокрасочные покрытия – этилацетат, ксилол, стирол, ацетон, этиленгликоль; мастика – бензол, формальдегид, фенол и т. д.
В современном строительстве все отчетливее проявляется
тенденция в химизации технологических процессов производства
строительных и отделочных материалов. При этом в бетон, цемент, лакокраски для улучшения их качества добавляют химиче-
46
ские добавки. Это также приводит к дополнительному загрязнению среды.
Интенсивность выделения вредных веществ зависит о температуры, влажности, кратности воздухообмена в помещении,
времени эксплуатации и др.
Даже в небольших количествах, но длительное время действующие вещества могут нанести непоправимый вред здоровью.
Особенно это относится к аллергенам. Наиболее чувствительны к
воздействию летучих компонентов полимерных материалов дети
и подростки. Выявлена повышенная чувствительность к этому
классу вредных веществ больных людей. Установлено, что подверженность людей, живущих в помещениях, отделанных искусственными материалами, к заболеваниям (аллергией, гипертонией, простудными заболеваниями, неврастенией, дистонией) выше, чем у людей, где такие материалы не используются. Для
обеспечения безопасности применения полимерных материалов
принят следующий норматив: концентрации вредных веществ в
воздухе помещения не должны превышать соответствующие
ПДК для атмосферного воздуха, а суммарный показатель Cсум не
должен превышать единицы:
Сi
Ссум  
 1,
ПДК i
где Сi – концентрация i-го вещества.
3. Третий не менее мощный источник загрязнения – жизнедеятельность самого человека. Установлено, что в процессе
жизни человек выделяет около 400 веществ – антропотоксинов.
В обычных условиях эксплуатации жилых помещений (в негерметичных условиях) четко выраженного токсического действия
антропотоксинов не выявлено.
Но жилая среда в плохо вентилируемых помещениях
ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении. Среди веществ-антропотоксинов выделяются
следующие: сероводород, диметиламин, двуокись азота – вещества 2-го класса опасности (высокоопасные вещества); фенол, уксусная кислота, толуол – 3-го класса опасности (малоопасные
вещества). Обнаружено, что иногда в невентилируемых помещениях концентрации сероводорода и метиламина превышали даже
47
ПДК для атмосферного воздуха. Даже 2-4-х часовое пребывание
человека в таком помещении может сказаться на его самочувствии, отрицательно повлиять на умственную работоспособность.
4. Газификация жилищного фонда, наряду с положительной стороной (удобство, чистота), также способствует загрязнению воздушной среды. Выявлено, что при часовом горении газа
концентрации веществ в воздухе составили (мг/м3):
- окись углерода 15 (ПДК = 3);
- формальдегида 0,037 (ПДК = 0,012);
- окиси азота – 0,62 (ПДК = 0,085);
- бензола – 0,44 (ПДК = 0,8).
Температура воздуха в помещении повысилась на шесть
градусов; влажность увеличилась на 15%. После выключения газовой плиты концентрации вредных веществ в воздухе жилого
помещения постепенно снижались, но даже через 2,5 часа не
приходили в норму.
5. Одним из наиболее широко распространенных источников загрязнения воздушной среды бытовых помещений является
курение. Воздух при курении загрязняется окисями углерода и
азота, двуокисью азота, сернистым ангидридом. При хроматомасс-спектрометрическом анализе воздуха, загрязненного табачным дымом, обнаружено более 180 химических соединений: стирол, формальдегид, фенол, акролеин, ацетилен, даже бенз(а)пирен, который является канцерогеном. При изучении влияния табачного дыма на некурящих (пассивное курение) у испытуемых
было обнаружено раздражение слизистых, повышение давления,
учащение пульса.
В последнее время, по данным ВОЗ, появились сообщения
о так называемых «больных зданиях» [5]. Люди, проживающие в
таких зданиях, чаще жалуются на упадок сил, недомогания, раздражения носоглотки, частые простудные заболевания, ощущение сухости кожи, головокружение, тошноту и др.
Выделяют две категории больных зданий:
- временно больные,
- постоянно больные.
Временно больные – это, как правило, недавно построенные или реконструированные здания, у которых все симптомы
48
через 0,5–1 год исчезают. Это связано с закономерностями эмиссии летучих компонентов, находящихся в стройматериалах.
Постоянно больные – это те, в которых описанные симптомы наблюдаются в течение многих лет, проводимые оздоровительные мероприятия не дают положительного результата. Объяснения этому факту пока нет.
Обеспечение оптимальной воздушной среды в жилых зданиях – это гигиеническая (содержать в чистоте, проветривать) и
инженерно-техническая (разработка кондиционеров, вентиляторов) проблема. Ведущим звеном в этом является создание в помещениях такого воздухообмена, который позволил бы обеспечить требуемые параметры воздушной среды. При проектировании систем кондиционирования воздуха в жилых помещениях
необходимо рассчитывать нормы воздухоподачи, исходя из объемов, необходимых для ассимиляции тепло- и влаговыделений
человека, выдыхаемой им углекислоты, удаления продуктов горения и табачного дыма.
3.2.2 Электрическая характеристика воздушной
среды [6]
Помимо регламентации количества приточного воздуха и его
химического состава значение для обеспечения комфорта в закрытом помещении имеет электрическая характеристика среды.
Последняя определяется числом отрицательных и положительных
ионов в единице объема воздуха. Как недостаточная, так и избыточная ионизации воздуха для человека небезразличны.
Благоприятным для человека является воздух с содержанием отрицательных «легких» аэроионов до 2000–3000 в 1 см3 воздуха. В процессе ионизации воздуха генерируются также озон и
окислы азота, которые в комплексе благотворно влияют на самочувствие человека. Присутствие людей снижает содержание легких аэроионов, которые поглощаются при дыхании, превращаются в тяжелые, адсорбируются на поверхностях и т.д. Возрастанию
количества тяжелых ионов способствует респираторный выброс
«ядер конденсации» с выдыхаемым человеком воздухом.
Уменьшение числа легких ионов связывают с потерей воздухом освежающих свойств. Особенно сильные изменения по
49
сравнению с характеристиками атмосферного воздуха ионный
режим претерпевает при прохождении через систему калориферов, фильтров и воздуховодов.
Необходимо подчеркнуть, что искусственная ионизация воздуха без достаточного воздухоснабжения в условиях высокой
влажности ведет к появлению избыточного числа тяжелых ионов.
Кроме того, при ионизации запыленного воздуха процент задержки пыли в дыхательных путях резко возрастает. Попав в легкие,
пыль теряет заряд, пылевые конгломераты распадаются, образуются значительные поверхности из мельчайших частичек пыли.
Это приводит к усилению биологической активности пыли.
Оптимальной суммарной концентрацией легких ионов является уровень порядка 3000, а минимально необходимый уровень –
400–500 ионов в 1 см3. Максимально допустимый уровень –
50 000 ионов в 1 см3. Оценка ионного режима проводится с помощью аспирационного счетчика ионов, который позволяет
определить концентрацию легких, тяжелых, положительных и
отрицательных ионов.
Механизм целебного действия отрицательно заряженных
частиц воздуха раскрыл Александр Леонидович Чижевский, труды которого в 1939 году в Нью-Йорке на Международном конгрессе по биофизике выдвигали на соискание Нобелевской премии. Чижевский поставил задачу «раскрыть секрет молодости» и
сделал открытие. Оказалось все дело в электрических зарядах,
размещенных на мембранах клеток организма. Пока отрицательный заряд клетки высок – клетка молода, снижается ее заряд –
клетка становится уязвимой к болезням и старости. Чижевский
сделал вывод – надо поддержать заряд на клетках. Почему в горах так много долгожителей? Потому, что в горном воздухе много отрицательных аэроионов. Из-за них отдыхающие у моря
очень быстро восстанавливают работоспособность. Из-за отрицательных аэроионов после грозы таким свежим становится воздух.
Профессор М.С. Мачабели (60-е годы), продолжая работы Чижевского, создала теорию патологии: все болезни имеют разную
причину, но течение у них одинаковое – все начинается с потери
отрицательного заряда клеток организма. Аэроионы улучшают
ток крови (помогают страдающим сердечно-сосудистыми болезнями), легкие под действием легких отрицательных аэроионов
50
расправляются (помогают легочным больным), помогают больным аллергией, респираторными болезнями. А.Л. Чижевский самостоятельно создал прибор, создающий дозированное количество отрицательных аэроионов, который назвали «Люстра Чижевского»4. В экспериментах на животных, которых «облучали»
люстрой Чижевского, выявлен положительный эффект от действия аэроионов при лечении язвы желудка, наблюдалось снижение артериального давления.
Интересный факт выявили ученые: люди, длительное время
пребывающие в помещениях с кондиционерами, чаще болеют.
Оказывается, природные аэроионы «застревают» в фильтрах кондиционера и воздух получается чистый, но... мертвый. Это явление назвали аэроионным голоданием. Поэтому, согласно СНиП
№2152-80, к каждому кондиционеру необходимо приставить
ионизатор воздуха.
Еще одна проблема бытовых помещений – «электронный
смог» от экранов компьютеров и телевизоров. Экраны не только
поглощают все полезные отрицательные аэроионы, но и генерируют вредные положительные ионы. Одно из решений этой проблемы – использование в компьютерных залах люстры Чижевского.
3.2.3 Влияние бытовых вредных веществ на здоровье
человека [13]
Многие химические соединения, используемые в быту, обладают высокой токсичностью и способны при определенных
условиях вызвать массовые отравления людей и животных, а
также заражать окружающую среду.
А. Аллергены. Что же такое аллергия? Понятие «аллергия»
ввел в обиход медицины в 1906 г. Пирке для характеристики изменений реактивности организма. Введение этого понятия, давшего начало развитию новой науки – аллергологии, было обусловлено рядом наблюдений в области экспериментальной им«Люстра профессора Чижевского. Аэроионы: положительные – киллеры;
отрицательные  герои» // Комсомольская правда от 20 авг. 1999 г.
4
51
мунологии и клинической патологии. Анафилаксия и иммунитет,
пониженная и повышенная чувствительность – Пирке объединил
эти состояния в одну группу проявлений реактивности – аллергию.
Термин «аллергия» происходит от двух греческих слов: «аллас» – «другой», «иной» и «эрго» – «действие». В современной
науке термином «аллергия» обозначают повышенную чувствительность организма к действию тех или иных веществ
внешней или внутренней среды. Вещества, способные вызвать
состояние аллергии, называют аллергенами. При этом необходимо подчеркнуть: аллергены не обладают токсическим действием
на организм человека. Для многих людей аллергенами могут
быть абсолютно безвредные вещества, например, апельсин, малина, грибы, мед.
В возникновении аллергии, как ни странно, главную роль
играет защитный барьер человека – иммунная система. Она способствует выработке антител против любых вредоносных агентов, попавших в организм. Антитела связывают, нейтрализуют и
выводят из организма все опасное. Против каждого агента вырабатывается свое антитело. Но в некоторых случаях, вместо положительной иммунной реакции, вызывается патологическая аллергическая реакция.
Состояние аллергии с явно клиническими проявлениями
всегда возникает при повторном проникновении аллергена (или
нескольких аллергенов) в организм. Первичное проникновение
аллергена в организм чаще всего происходит совершенно незаметно для организма, но это не означает, что организм человека
никак не реагирует на такое первичное попадание. Период между
первичным попаданием аллергена в организм и вторичным (после которого и происходит любая аллергическая реакция с бурными клиническими проявлениями) называют медики периодом
сенсибилизации («сенсибилис» по-латыни означает «чувствительность»). В этот период организм человека, предрасположенного к аллергии (потенциального аллергика, как говорят врачиаллергологи), по-своему и весьма своеобразно реагирует на внедрение аллергена в его организм. В организме начинают образовываться антитела, появляются и особые группы клетоклимфоцитов, обладающих (как и антитела) уникальным свой-
52
ством: «узнавать свой» аллерген при его попадании в организм.
Вот тогда-то и происходит соединение антител с аллергеном или
с чувствительной клеткой-лимфоцитом и развивается аллергическая реакция. Период сенсибилизации может быть от нескольких
суток до нескольких недель, а по последним наблюдениям – даже
несколько десятилетий… и лишь потом аллергия в чем-то проявляется.
Аллергенами могут быть самые разнообразные вещества.
Они обнаруживаются среди пищевых продуктов, химических
средств, косметических средств, пыльцы растений, лекарств, лечебных сывороток и так далее. Аллергенов в природе чрезвычайно много. Одни из них обнаруживаются сравнительно легко, другие – труднее. Аллергены могут попадать в организм различными
путями – через рот с пищей и лекарствами, через дыхательные
пути, кожу, а иногда при инъекциях (подкожных, внутримышечных, внутривенных). Условно выделяют две большие группы аллергенов:
 аллергены, поступившие в организм извне (экзоаллергены);
 аллергены, образующиеся в организме человека при повреждении его тканей (эндоаллергены или аутоаллергены).
Экзоаллергены составляют большую группу самых разнообразных веществ, вызывающих аллергию, в том числе и профессионального характера. Они подразделяются на две большие
группы:
 инфекционные аллергены (при длительном существовании в организме человека очагов воспаления – кариозных зубов,
гайморита, тонзиллита и др., развивается инфекционная аллергия, причиной которой могут быть вирусы, микробы, бактерии,
грибы);
 неинфекционные аллергены, которые в свою очередь делятся также на несколько подгрупп:
- пищевые аллергены: злаки, молоко (и продукты, их содержащие), куриные яйца, мясо птиц, рыба и морепродукты;
- пыльцевые аллергены: пыльца цветущих трав, деревьев,
кустарников (пыльца растений вызывает поллиноз – сенную лихорадку);
53
- лекарственные аллергены: антибиотики, витамины (особенно В1), препараты брома и йода, вакцины и сыворотки;
- химические аллергены: лаки, краски, растворители, химикаты; это самая распространенная группа аллергенов в настоящее время.
Эндоаллергены – это аллергены, образующиеся внутри организма, например, микроб плюс эритроцит, вирус плюс нервная
ткань, химическое вещество плюс белок сыворотки крови и так
далее.
Любой орган человека может быть поражен аллергией: аллергический ринит (нос); бронхиальная астма (легкие); миокардит (сердце); аллергический васкулит (сосуды); дерматит и экзема (кожа), аллергический стоматит (десны), мигрень (нервная система), гастрит (желудок), колит (кишечник), гепатит (печень) и
др.
Аллергические заболевания не являются наследственными,
но у детей, родители которых – аллергики, вероятность заболеть
аллергией выше, т.е. по наследству передается предрасположенность к этому заболеванию. Одним из признаков восприимчивости к аллергическим реакциям является диатез у маленьких детей
(золотуха).
За последние годы (20–30 лет) ученые отмечают резкое увеличение страдающих аллергией (с 10% до 30%). Это связывают с
денатуризацией многих компонент окружающей среды и продуктов питания человека.
Неотложная помощь при внезапно возникшей реакции
аллергии (до приезда врача):
1. Прежде всего, выявление аллергена и прекращение контакта с ним.
2. Прием антигистаминных препаратов: димедрол, диазолин, супрастин, фенкарол, тавегил, кетотифен.
3. Обратиться к врачу-аллергологу.
Лечение аллергии длительное, занимает месяцы и годы.
Профилактика аллергических заболеваний. Необходимо
уменьшить или исключить контакт с вредными веществами. Чаще проветривать помещения, использовать кондиционеры, средства индивидуальной защиты (перчатки при стирке, респираторы
54
при работе с порошками), пользоваться питательными кремами
типа «Ланолиновый» для защиты от солнечных лучей.
Б. Пыль. Пылью называются парящие в воздухе жилой зоны
и медленно оседающие твердые частицы размерами от десятков
до долей микрометра. По химическому составу пыль бывает:
 органическая:
- растительная;
- животная;
- белковая;
 неорганическая:
- минеральная;
- металлическая;
- смешанная.
Крупные пылинки (5–10 микрон) при вдыхании оседают в
верхних дыхательных путях и удаляются оттуда при кашле, чихании. Мелкие частицы (менее 5 микрон) способны доходить до
легочных авельол и оседать там. Если учесть, что в среднем у человека через легкие проходит около 12 тысяч литров воздуха в
сутки, то даже при обычном уровне запыленности (500 тыс. пылинок в 1 см3) в легкие в сутки может попасть до 6 миллиардов
пылинок.
Пыль может вызвать различное действие на организм: раздражающее, аллергическое, токсическое. Некоторые виды пыли
обладают канцерогенным действием (например, асбестовая
пыль). Пыль может быть носителем микробов, спор, яиц гельминтов.
Для оценки запыленности помещения используется весовой
метод: при этом оценивается масса пыли (в миллиграммах) в 1 м3
воздуха. Установлены предельно допустимые концентрации пыли в помещении (ПДК) для многих видов пыли, которая колеблется от 0,1 до 10 мг/м3.
Окись углерода (угарный газ, СО) [1, 6, 13] – бесцветный,
лишенный запаха газ, образуется при неполном сгорании органического вещества. Угарный газ проникает в кровь и образует
стойкие соединения с гемоглобином, при этом нарушается транспорт кислорода в органы, наступает кислородное голодание. Основные изменения происходят в ЦНС, так как клетки мозга
55
наиболее чувствительны к недостатку кислорода. Тяжесть отравления угарным газом зависит от его концентрации и от длительности вдыхания газа. В тяжелых случаях наступает смерть.
Основные признаки отравления: кашель, чихание, головная
боль в области висков и лба, слезотечение, тошнота, рвота, головокружение, но самым первым признаком можно считать нарушение цветоощущения. Возможны удушье, шум в ушах, провалы памяти, нарушение координации, кожа при отравлении приобретает характерный красноватый оттенок.
В особо тяжелых случаях наступает кома (до 5–7 дней), судороги, учащение пульса до 120 ударов в мин., повышение температуры до 40С. Смерть наступает от удушья.
Первая помощь при отравлении угарным газом: необходимо вынести пострадавшего на свежий воздух (обязательно в
лежачем положении, даже если пострадавший сам в состоянии передвигаться), расстегнуть стягивающую одежду, предложить горячий чай, кофе, дать понюхать нашатырный спирт.
Затем пострадавшего необходимо обложить грелками, укутать одеялом, при остановке сердца – сделать закрытый массаж
сердца. При остановке дыхания – искусственное дыхание. Вызов
врача при любой степени отравления обязателен.
С. Ацетон [4, 13]. Бесцветная летучая легковоспламеняющаяся жидкость с неприятным запахом. Применяется как растворитель нитроэмалей и красок. В организм человека может поступить через органы дыхания и кожу. Оказывает раздражающее
действие на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Наркотик.
Признаки отравления: раздражение слизистых носа, глаз,
горла, обморочные состояния, головная боль.
Первая помощь при отравлении ацетоном. Надеть противогаз, вынести из зоны заражения на свежий воздух, дать нюхать
нашатырный спирт, предложить выпить крепкий сладкий чай,
кофе, провести ингаляцию кислорода (кислородная подушка),
вызов врача обязателен.
D. Акролеин [4, 6, 13]. Бесцветный газ с резким удушающим
запахом пригорелого жира. Горюч. Окисляется на воздухе. Раз-
56
дражающий яд, слабый наркотик. Класс опасности – 2. Поражающая токсодоза 0,2 мг/лмин.
Пары акролеина образуются при производстве пластмасс,
линолеума, олифы, присутствует в выхлопных газах автомобилей, выделяется при деструкции линолеума, моющихся обоев,
пластика. Акролеин обладает резко выраженным раздражающим
действием, при отравлении им наблюдается отек век, «царапанье
в горле», кашель, тошнота, может быть рвота, цианоз губ, в тяжелых случаях – потеря сознания, замедление пульса, психомоторное возбуждение. Как следствие отравления может развиться
пневмония или бронхит.
Первая помощь. Пострадавшего выносят на свежий воздух
и начинают ингаляцию водяных паров с добавлением нескольких капель нашатырного спирта (нейтрализуют избыток акролеина). Затем проводят ингаляцию кислорода (кислородная подушка), дают сердечные и успокаивающие средства (кордиамин,
валокордин). Вызов врача при отравлении обязателен.
Е. Бензол и его гомологи [1, 13].
Бензол – бесцветная жидкость, легко испаряющаяся при
комнатной температуре. Пары бензола в 2,7 раза тяжелее воздуха.
Из гомологов известны стирол, ксилол и толуол. Толуол и ксилол применяются как растворители лаков, красок и как высокооктановые добавки к бензинам. Стирол используется для получения синтетических каучуков, пластических масс, пластиков и полиэфирных смол. В России использование бензола в быту запрещено, везде он заменяется ксилолом и толуолом. ПДК бензола и стирола 5 мг/м3; для толуола и ксилола – 50 мг/м3. Основной путь возможного поступления в организм – в виде паров через дыхательные пути и в виде жидкости через кожу. При острых
отравлениях данные вещества быстро обнаруживаются в мозге,
печени, крови и легких.
Бензол (стирол, ксилол, толуол) оказывает наркотическое и
судорожное действие на организм человека. Бензол действует в
основном на нервную систему, стирол обладает раздражающим
действием. Легкая форма отравления этими веществами напоминает опьянение: головная боль, головокружение, спутанность сознания. В более выраженных случаях возможны потеря сознания,
57
судороги, расширение зрачков, учащение дыхания, побледнение
кожных покровов. Наблюдаются значительные изменения в формуле крови. При высоких концентрациях возможна мгновенная
потеря сознания и смерть.
Первая помощь. Свежий воздух, сердечные и успокаивающие средства, горизонтальное положение при несколько опущенной голове, жидкое вазелиновое масло внутрь, подкожно – кофеин или кордиамин. Обязательная госпитализация.
F. Сероводород [4, 6]. Бесцветный газ с характерным запахом тухлых яиц. Образуется при гниении органики, при взрывных работах. ПДК = 10 мг/м3. При наличии в воздухе углеводородов (например, паров бензина) ПДК сероводорода снижается и
становится равной 3 мг/м3. Вещество поступает в организм чаще
всего через дыхательные пути, а также через кожные покровы. В
организме быстро окисляется до серы и сульфидов.
Сероводород сильно токсичен. Раздражает слизистые, поражает ЦНС. Опасность усиливается тем, что при отравлении сероводородом пропадает обоняние и, вследствие непоступления в организм информации о вредном воздействии сероводорода, возможно длительное пребывание человека в
опасной среде.
Признаки отравления. Слезотечение, блефароспазм, головная боль, бронхоспазм, нарушение координации, возбуждение.
Может развиться пневмония.
Первая помощь при отравлении: стандартная (свежий воздух, освобождение от стягивающей одежды, нашатырный спирт,
кофе, чай).
G. Фенолы. Бесцветные кристаллические вещества или высокомолекулярные жидкости. Летучие, с характерным запахом
карболки. Являются высокотоксичными ядами, оказывающими
раздражающее, прижигающее и некротизирующее действие.
Отравление фенолом проявляется в возбуждении, головной
боли, головокружении.
При попадании фенола на кожу образуется ожог, признаками которого является сморщивание участков кожи и побеление
их. Боли при ожоге не чувствуется. При ожоге 1/6 части тела
наступает смерть.
58
При случайном приеме фенола внутрь появляется жжение в
глотке, рвота бурыми массами, ослабление сердечной деятельности, понижение температуры тела, моча приобретает темнозеленый цвет, возможны судороги.
Неотложная помощь при отравлении. Перенос пострадавшего на свежий воздух, немедленное отстранение от работы,
даже если положение его кажется благополучным, протирание
кожи растительным маслом, затем необходимо принять душ с
мылом, покой.
При отравлении фенолом прием внутрь молока, масла,
жиров, спирта строго противопоказан!
Н. Синтетические моющие средства. Для некоторых особо чувствительных людей опасность представляют даже моющие
средства и хозяйственное мыло. Стиральные порошки обезжиривают кожу, снижают ее защитные функции. При вдыхании возможны носовые кровотечения. Температура при отравлении порошками может подняться до 39°С. Особо выделяются порошки
«Ладога», «Дон», «Новость», «Чайка», «Айна», которые проявляют аллергенное действие на организм.
Возможны отдаленные последствия действия стиральных
порошков: усиление бронхососудистого рисунка легких на флюорограмме.
Профилактика. Защита слизистых респиратором типа «Лепесток», смазывание кожи лица и рук при работе силиконовым
кремом.
3.2.4 Общие правила оказания неотложной помощи при
отравлении химическими веществами [1, 3]
При отравлении опасными для здоровья человека химическими веществами существуют определенные общие правила
оказания неотложной помощи:
 прекращение поступления яда в организм;
 выведение яда и продуктов его превращения из организма;
 обезвреживание яда в организме;
 восстановление нарушенных функций организма;
59
 усиление защитных сил организма для борьбы с последствиями отравления.
А. Если яд поступил в организм через рот. Наиболее эффективный способ удаления яда – это промывание желудка. Противопоказанием для выполнения этой процедуры является только
желудочное кровотечение. Промывание необходимо сделать в
любое время после поступления яда, так как из крови яд вновь
поступает в желудок. Перед промыванием рекомендуется принять внутрь 1–2 ложки поваренной соли, растворив ее в небольшом количестве воды, чтобы вызвать желудочный спазм, который будет препятствовать прохождению яда в кишечник.
Для промывания используют теплую воду объемом не менее
10–15 литров. Можно в воду добавить активированный уголь
(1 ст. ложку на 0,5 литра), марганцовку (0,1%), жженую магнезию
(5%). Промывание лучше проводить с помощью медицинского
зонда. Средства, вызывающие рвоту, применять не рекомендуется из-за возможной парализации рвотного центра.
Б. Если яд поступил в организм через дыхательные пути.
(Это 90% случаев всех отравлений).
Прежде всего, необходимо прекратить дальнейшее поступление яда в организм, для этого нужно вынести пострадавшего
на свежий воздух. Освободить его от стесняющей одежды, расстегнуть пояс, верхние пуговицы рубашки, снять загрязненную
ядом одежду, предохранить от переохлаждения: обложить грелками, укутать одеялом.
При раздражении слизистых (кашель, чихание, затрудненное дыхание) промыть их 2% раствором соды, при сильных приступах кашля необходимо дать таблетку кодеина, теплое молоко
с минеральной водой (боржоми), поставить горчичники на грудь.
Для возбуждения дыхания можно применить механические
воздействия: пощекотать перышком слизистую носа, слегка поколотить по пяткам и тыльной стороне кистей. При глубоком
нарушении дыхания необходимо приступить к искусственной
вентиляция легких («изо рта в рот»). Противопоказано искусственное дыхание только из-за наличия спазма гортани. Обязателен вызов врача.
60
3.3 Шумовое загрязнение жилой среды
3.3.1 Шум и его характеристики [1, 3–6]
Одна из форм физического загрязнения среды, представляющая собой набор беспорядочных механических колебаний в
области частот от 20 до 20 000 Гц, воспринимаемых слуховым анализатором, называется шумом. Адаптация организма к
шуму практически отсутствует. В настоящее время шум рассматривается как опасность, с которой надо бороться. Но человек не
может жить и в абсолютной тишине. Недаром одной из пыток в
средневековых тюрьмах было заточение в камеру-одиночку. И
сейчас испытание космонавта в сурдокамере – в зоне абсолютной
тишины – одно из тяжелейших испытаний. Т.е. человеческим
слуховым рецепторам необходимы постоянные слабые раздражители. Но все же человеку иногда нужна тишина. Жизнь в постоянном шуме – причина многих функциональных расстройств.
Появился даже термин «звуковое опьянение» – это возбуждение
в ответ на громкие ритмичные звуки. Звуковое опьянение по
субъективным ощущениям аналогично наркотическому или алкогольному воздействию и также опасно.
Шум по своему происхождению бывает:
- бытовой;
- производственный;
- промышленный;
- транспортный и др.
Шум (звуковая волна) характеризуется следующими параметрами:
- интенсивностью – I (поток звуковой энергии в единицу
времени через единицу площади, расположенной перпендикулярно направлению движения звуковой волны, Вт/м2);
- уровнем звукового давления (воспринимается как громкость звука) – Р (разность мгновенного значения полного давления воздуха в возмущенной среде и среднего значения давления
воздуха в невозмущенной среде, Па);
- частотой звуковых колебаний (высота звука, Гц);
- формой звуковых колебаний (тембр звука).
61
Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в
широком диапазоне частот и интенсивностей. Область слышимых звуков ограничена двумя пороговыми величинами: нижняя –
порог слышимости и верхняя – порог болевого ощущения.
Минимальное значение звукового давления Р=2·10–5 Па и
интенсивности звука I = 10–12 Вт/м2, едва различаемое ухом человека, называют порогом слышимости.
Значение звукового давления Р=2·102 Па и интенсивности
звука I > 10 Вт/м2, вызывающее болевые ощущения, называют
болевым порогом.
Чем выше уровень давления звука, тем сильнее отрицательный физиологический эффект его воздействия на организм человека. Вредность шумов растет с увеличением частоты. Большинство людей с нормальным слухом различают звуки в очень широком диапазоне частот.
Звуки очень высокой частоты называют ультразвуком. Человеческими слуховыми рецепторами ультразвук не воспринимается, хотя на организм он действует негативно: возникают головокружение, общее недомогание и др. В качестве нижней границы ультразвука используют частоту 20 кГц. При действии ультразвука на биологические ткани происходит его поглощение и
переход в тепловую энергию. Длительное воздействие может
привести к перегреву ткани.
Ультразвук используют на практике:
- ультразвуковой массаж тканей;
- ультразвуковое исследование органов;
- разрушение клеток;
- ультразвуковая пайка алюминия;
- ультразвуковое сверление;
- измерение глубины с помощью эхолота;
- дефектоскопия материала.
Механические колебания упругой среды с частотой колебаний ниже 20 Гц (20 колебаний в секунду) называют инфразвуком [6]. Нижняя граница инфразвука не определена. Источники
инфразвука могут быть естественного происхождения (инфразвук, возникающий, например, при обдувании ветром больших
строений, водной поверхности) или антропогенного (ракетные
двигатели, газовые турбины и др.). В некоторых случаях уровни
62
интенсивности инфразвука могут быть значительными. Инфразвуки воспринимают пассажиры самолетов, инфразвуками сопровождаются землетрясения, извержения вулканов. Известно,
что инфразвуковые колебания вызывают беспокойство, недомогание, психологический дискомфорт. Вероятно, их хорошо воспринимают животные, т.к. они, получая какую-то информацию,
убегают заранее от опасности. Особенно неблагоприятные последствия могут вызвать инфразвуки с частотой колебаний 2–15
Гц (особенно 7 Гц) в связи с резонансными явлениями в органах
человека.
Для оценки интенсивности шума (или звукового давления)
специалисты ввели единицу бел. Так как диапазон между болевым порогом и порогом слышимости очень велик, то для количественного определения звуковых параметров принято использовать логарифм отношения измеряемой величины (интенсивности
шума, звукового давления) к пороговому.
I
Li  10  lg ,
I0
P
,
P0
где I(P) – измеряемые интенсивность шума (звукового давления); I0 (P0) – порог слышимости (пороговое давление).
В принципе величина «уровень интенсивности», как видно из
формулы, величина безразмерная, но для простоты понимания и
использования ей присвоили единицу измерения бел, а для более
крупной – децибел (дБ). Окружающие человека в быту шумы
имеют разную интенсивность: разговорная речь – 50–60 дБ, громкая музыка – более 100 дБ, шум обычной квартиры – 30–40 дБ.
Верхним порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ,
что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности
100 Вт/м2.
Pi  10  lg
3.3.2 Источники шума [1, 4, 6]
Существующие источники шума в условиях жилой городской среды можно разделить на две группы:
- внешние (находящиеся вне зданий);
63
- внутренние (находящиеся внутри помещения).
Источники, находящиеся вне помещения, по своему характеру делятся на подвижные и стационарные. Основными
внешними стационарными источниками шума являются промышленные предприятия, среди которых выделяются энергетические установки, компрессорные станции, металлургические заводы и др.
В последнее десятилетие резко вырос шум от транспорта.
Хотя он создается движущейся техникой, для анализа транспортный шум принимают за стационарный. Уровень различных
транспортных шумов зависит от интенсивности и состава транспортных потоков, планировочных решений градозастройки (высота и плотность застройки, профиль улиц) и наличия элементов
благоустройства (тип дорожного покрытия, озеленение). Диапазон колебаний между пиковыми (максимальными) и фоновыми
уровнями шума днем составляет 20 дБ. В ночное время диапазон
колебаний максимального и фонового шумов увеличивается за
счет снижения уровня фонового шума.
Источники шума, находящиеся внутри зданий (внутренние), можно разделить на следующие группы:
- техническое оснащение зданий (лифты, воздухоочистители);
- технологическое оснащение зданий (морозильные камеры
встроенных магазинов, оборудование мастерских и др.);
- санитарное оснащение зданий (водопроводные сети, душевые);
- бытовые приборы (холодильники, пылесосы);
- аппаратура для воспроизведения музыки (радиоприемники, телевизоры).
3.3.3 Влияние шума на организм человека и нормативы
шума
В биологическом отношении шум является заметным стрессовым фактором, способным вызвать срыв приспособительных
реакций. Наиболее общая реакция человека на шумовое воздействие – это чувство раздражения. Отрицательно действующий
звук способен вызвать дискомфорт, который может перейти в
64
акустический стресс, который, в свою очередь, может привести к
психическим патологическим изменениям в организме. Субъективная реакция на шумовое загрязнение среды зависит от степени
умственного и физического напряжения, возраста, пола, здоровья, длительности воздействия и уровня шума. Среди населения
всегда найдется человек, более других чувствительный к шуму.
Воздействия шума на организм можно условно разделить на
два типа:
- специфическое (слуховое) – воздействие на слуховой
анализатор, которое выражается в слуховом утомлении, кратковременной или постоянной потере слуха, расстройствах четкости
речи и восприятия звуковых сигналов;
- системное (внеслуховое) – воздействие на отдельные системы организма в целом, например, на сон, психику, заболеваемость, нарушение эмоционального равновесия.
У лиц, подвергающихся действию шума, отмечаются изменения секреторной и моторной функций желудочно-кишечного
тракта, сдвиги в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового и солевого обменов). Для рабочих шумовых профессий характерно нарушение
функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
Общее действие шума на любой организм – это повышенная утомляемость, вялость, потливость, нарушение сна, головная
боль, раздражительность, снижение памяти. Возможно нарушение болевой и вибрационной чувствительности. Нередко наблюдаются нарушения на кардиограмме сердца. Жители шумных
районов чаще страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями
(на 20%) и атеросклерозом (на 23%). Под влиянием шума у человека изменяются показатели переработки информации, снижается
темп и ухудшается качество работы.
Уровни бытового шума, как правило, ниже предела, установленного для рабочих помещений (85–90 дБ). Шум с уровнем
звукового давления до 30–40 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение уровня до 70 дБ уже создает значительную нагрузку на организм. Но имеются бытовые шумы, достигающие верхнего предела допустимых границ производственного
шума: работающий телевизор, музыкальные центры и др. При
длительном воздействии на человека такой бытовой шум может
65
снизить даже остроту зрения, особенно в тех случаях, когда шумовому влиянию человек подвергается и дома и на работе. При
действии шума высоких уровней (около 140 дБ) возможен разрыв
барабанных перепонок, а при 160 дБ может наступить контузия и
смерть.
Одним из основных критериев отрицательного влияния
шума на организм является нарушение сна. Особенно чувствительны к ночному шуму лица обоего пола после 40 лет, работники умственного труда и больные люди. Детей грудного возраста
пробуждает шум только очень высокого уровня. Исследования
показали, что при увеличении уровня шума с 30 до 50 дБ значительно увеличивается период засыпания. Пробуждение наступает при уровне 50,3 дБ, а при 48,5 дБ наступает изменение стадий
сна.
Наиболее чувствительны к дневному шуму дети, женщины
и лица старших возрастных групп. Они чаще жалуются на головную боль, боли в области сердца. Медицинское обследование обнаруживает у них повышенное артериальное давление, нарушения в кардиограмме, снижение слуховой чувствительности. Перенапряжение работы слухового анализатора ведет к повышению
процессов торможения в коре головного мозга, а это изменяет
рефлекторную деятельность человека, человек становится более
уязвимым к опасностям. Происходит снижение работоспособности, особенно при умственной работе, в ряде случаев нарушается
деятельность даже желудочно-кишечного тракта.
Реакция на резкие неожиданные звуки – это сужение кровеносных сосудов, в крови увеличивается количество адреналина.
Шум в крупных городах снижает производительность труда
на 15–20%, значительно увеличивает рост заболеваемости, особенно усиливая опасность ранних инфарктов и инсультов, ускоряет процессы старения организма. По мнению специалистов, в
больших городах шум сокращает жизнь людей на 8–12 лет.
Гигиенисты исследовали влияние музыкального сопровождения при выполнения разного вида работ людьми различного
возраста. Физиологи могут подобрать функциональную музыку,
которая поможет в течение дня сохранять работоспособность,
предупредит утомляемость, сформирует хорошее самочувствие
для многих видов деятельности.
66
Тихая музыка во время приготовления домашних заданий не
мешает старшеклассникам. Негромкая музыка помогает студентам. Но дети младшего возраста (1–4 классы) не в состоянии одновременно делать уроки и слушать музыку – у них формируется ориентировочный рефлекс на внешний раздражитель. Отвлекаясь, дети плохо усваивают материал, быстро устают. Им лучше
работать в тишине.
Можно ли привыкнуть к постоянному шуму? Можно. Но
слуховой анализатор не способен оградить себя от раздражения, и привычка к шуму не снижает его вредного воздействия на
организм. Потеря слуха от звуковых перегрузок наступает
позже, чем возникают функциональные расстройства организма.
Параметры бытового шума нормируются в СН 2.2.4/
2.1.8.562-96. «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,
общественных зданий и на территории жилой застройки». Для
нормирования постоянного шума применяют допустимые уровни звукового давления в девяти октавных полосах частот: от 31,5
до 8000 Гц.
Уровень дневного бытового шума у стен домов не должен
превышать 50 дБ, ночного – 40 дБ; уровень ночного шума в
жилом помещении должен быть не выше 30 дБ, а днем –
40 дБ; уровень производственного шума не должен превышать
90 дБ.
В Российской Федерации в настоящее время имеет место
превышение допустимых уровней внешнего шума на территории
жилых застроек на 15–20 дБ, а в жилых помещениях – на 20 дБ и
более [1].
Ультразвук как физическое явление не отличается от слышимого звука, но высокая частота колебаний способствует большему затуханию колебательного процесса вследствие трансформации энергии в теплоту. Низкочастотные ультразвуковые колебания хорошо распространяются в воздухе. Биологический эффект воздействия их на организм зависит от интенсивности, длительности действия и размеров поверхности тела, подвергнутого
воздействию. При воздействии ультразвука на организм наиболее
характерны утомление, головная боль, затруднение концентрации
внимания, торможение мыслительного процесса, бессонница.
67
Контактное воздействие ультразвука на руки может вызвать капиллярное кровотечение и изменения в костной ткани.
Гигиенические нормативы ультразвука определены ГОСТ
123.1.001-89.
Воздействие инфразвука на организм с уровнем 110–150 дБ
вызывает нарушения в ЦНС и в вестибулярном аппарате. Появляется головная боль, звон в ушах, снижение внимания, специфическая реакция на инфразвук – нарушение равновесия. Гигиенические регламентации инфразвука производятся по нормам СН
2.2.4/2.1.8.583-96.
3.3.4 Способы снижения уровня шума
Оздоровление бытовой среды невозможно без снижения
уровня шума от внешних источников, особенно от автотранспорта. Наиболее эффективные способы снижения уровня шума –
это уменьшение его в самом источнике шума. Поэтому мероприятия по снижению отрицательного воздействия шума должны
начинаться уже на стадии конструирования автотранспорта.
Существенное влияние на шумовой режим в жилых помещениях оказывают ширина защитной полосы от источника
транспортного шума и степень ее озеленения. На каждое удвоенное расстояние от источника шума понижение шума составляет
около 3 дБ.
Для снижения влияния внешнего шума рекомендуется соблюдать следующие правила:
- вблизи источника шума необходимо размещать нежилые
или малоэтажные жилые здания;
- параллельно транспортным магистралям рекомендуется
располагать шумозащитные объекты, в качестве которых лучше
использовать древесные или кустарниковые насаждения, особенно состоящие из клена, тополя, липы, ели;
- желательно группировать жилые объекты в закрытые или
полузакрытые «тихие» кварталы;
- использовать на автомагистралях шумопоглощающий асфальт, эффект поглощения шума у которого достигается за счет
значительной пористости: до 25% пустот, тогда как в обычном
68
асфальте – 6% (на дорогах Германии это позволило снизить шум
от автотранспорта на 6 дБ);
- уменьшению транспортного шума в бытовых помещениях
служит применение специальных конструкций окон с повышенной звукоизоляцией за счет увеличения толщины стекол и воздушного пространства между ними, а также тройного остекления
и уплотнения створов;
- использование шумозащитных кожухов на шумящих агрегатах.
Звуковой комфорт в домах зависит и от самих жильцов: с 23
часов вечера до 7 часов утра запрещено громкое пение, игра на
музыкальных инструментах, включение на полную мощность
магнитофонов, музыкальных центров и других «громких» бытовых приборов.
3.4 Вибрация в условиях жилищ
Вибрация – это механические колебания упругих сред. По
характеру контакта с телом различают локальную и общую вибрации. Выделяют низкочастотную (8–16 Гц), среднечастотную
(16–64 Гц) и высокочастотную (64–1000 Гц) области вибрации.
Вибрация относится к одному из видов физического загрязнения среды обитания человека. Воздействуя на живой организм,
механические колебания трансформируются в энергию биохимических и биофизических процессов, формируя ответную реакцию
организма.
Колебания в жилище могут генерировать внешние источники, например, подземный и наземный транспорт, промышленные
предприятия. Нередко источником могут стать строительные организации: при забивке свай, при демонтаже и ломке зданий, при
выполнении дорожных работ. Протяженность зоны воздействия
вибрации определяется величиной ее затухания. В сухом грунте,
например, она составляет примерно 1 дБ/м, а в водонасыщенных
грунтах – выше. Проблема борьбы с вибрацией приобрела особую актуальность при строительстве и эксплуатации в крупных
городах метрополитенов, которые нередко строятся способом
мелкого заложения. Линии прокладывают непосредственно под
жилыми кварталами, интенсивные вибрации наблюдаются на
69
расстоянии 50–70 м в обе стороны от линии. Вибрация, возникающая в тоннеле, через грунт передается фундаменту зданий,
возбуждая в них колебания различных конструктивных элементов.
Исследования распространения колебаний по этажам здания
показали, что в пятиэтажках уровни вибрации снижаются от
первого к пятому этажу. В многоэтажных зданиях может наряду с
уменьшением вибрации на высоких этажах наблюдаться и увеличение ее за счет резонансных явлений.
Вибрация в условиях бытовой среды может действовать на
человека круглосуточно, вызывая раздражение, потерю сна,
нарушая отдых. В отличие от шума, вибрация воспринимается
всеми органами и частями тела. Низкочастотные колебания воспринимаются отолитовым аппаратом внутреннего уха. Иногда
реакция людей на вибрацию определяется не столько рецепторами вибрации, сколько вторичными (зрительными, слуховыми)
рецепторами (дребезжание посуды, раскачивание люстры).
Субъективное восприятие вибрации зависит от ее параметров и от состояния здоровья человека, тренированности, индивидуальной переносимости. На восприятие вибрации может влиять деятельность человека. При этом вибрация, мешающая человеку, занимающемуся сидячей работой, не будет совсем восприниматься человеком, переходящим с места на место, т. е. чем
спокойнее работа, тем чувствительнее к вибрации человек.
Мерой оценки влияния вибрации служит понятие «сила
восприятия» вибрации человеком, которая связывает величину
колебаний, их частоту и направление. Различают три степени реакции человека на вибрацию:
1) порог восприятия сидящим человеком синусоидальных
колебаний;
2) возникновение неприятных ощущений;
3) предел добровольно переносимой вибрации в течение 20
минут.
Особое внимание нужно уделять изучению явления резонанса, как всего тела, так и отдельных частей и органов в условиях вибрации. Установлено, что на частоте свыше 2 Гц человек
ведет себя как целостная система. Для сидящего человека резонанс находится в диапазоне 4–6 Гц. Другая полоса частот резо-
70
нанса лежит в области 17–30 Гц и проявляется в системе «голова
 шея – плечо». В этом диапазоне амплитуда колебаний головы
может в три раза превзойти амплитуду колебания плеч.
Наибольшее число жалоб предъявляют люди в возрасте 31–
40 лет. Нетерпимы к вибрации люди, страдающие сердечнососудистыми и нервными заболеваниями.
Для нормирования воздействия вибрации на живые организмы в качестве основной величины принят порог ощущения
вибрации. Предельные значения даются как кратные величины
этому порогу. Ночью допускается однократный порог ощущения
вибрации, днем – двукратный. Нормативы вибрации даны в «Санитарных правилах и нормах № 1304 –75. Нормы вибрации в жилых домах».
3.5 Электромагнитные поля (ЭМП) – неблагоприятный
фактор среды обитания
3.5.1 Источники ЭМП
Распространенным и постоянно возрастающим негативным
фактором жилой среды являются электромагнитные поля
(ЭМП), которые создают различные устройства, производящие,
передающие или использующие электрическую энергию. Масштабы этого вида загрязнения среды стали настолько значительными, что ВОЗ включила эту проблему в число наиболее актуальных для человечества. Некоторые специалисты считают, что
ЭМП повлекут катастрофические последствия для всего живого.
Можно назвать огромное количество источников ЭМП. К
внешним источникам относятся: излучение солнца, высоковольтные линии электропередачи, станции спутниковой связи, телепередающие центры, электротранспорт и др. Внутри зданий источниками могут быть компьютеры, телевизоры, сотовые телефоны,
фены, микроволновые печи и другая бытовая техника. Электростатические поля создают паласы, занавески и др.
Мощным источником высокочастотных ЭМП являются телерадиопередающие ретрансляторы, которые обычно строят в
71
центрах крупных городов. Нередко рядом с ретрансляторами
строят жилые дома, даже многоэтажные.
Спектр электромагнитных колебаний достаточно широк
(табл. 3.1).
Таблица 3.1 – Международная классификация электромагнитных
волн по частотам
Наименование
частотного диапазона
Границы
диапазона
Наименование
волнового
диапазона
Границы
диапазона
Крайние низкие, КНЧ
3 – 30 Гц
Декамегаметровые
100 000 – 10 000 км
Сверхнизкие, СНЧ
30 – 300 Гц
Мегаметровые
Инфранизкие, ИНЧ
0,3 – 3 кГц
Гектокилометровые
Очень низкие, ОНЧ
3 – 30 кГц
Мириаметровые
Низкие частоты, НЧ
30 – 300 кГц
Километровые
10 – 1 км
Средние, СЧ
0,3 – 3 МГц
Гектометровые
1 – 0,1 км
Высокие частоты, ВЧ
3 – 30 МГц
Декаметровые
100 – 10 м
Очень высокие, ОВЧ
30 – 300 МГц
Ультравысокие,УВЧ
Сверхвысокие, СВЧ
Крайне высокие, КВЧ
10 000 – 1 000 км
1000 – 100 км
100 – 10 км
Метровые
10 – 1 м
0,3 – 3 ГГц
Дециметровые
1 – 0,1 м
3 – 30 ГГц
Сантиметровые
10 – 1 см
30 – 300 ГГц
Миллиметровые
10 – 1 мм
При распространении ЭМП в пространстве выделяют три
зоны [4, 6]: зону индукции (вблизи источника), волновую зону
(дальнюю зону) и промежуточную (зона между ними). В ближней зоне (зоне индукции), размеры которой определяются как R ≤
≤  (kR  1) , где λ – длина волны, ЭМП еще не сформировано.
2
Энергию поля рассматривают из двух составляющих: электрической (Е) и магнитной (Н). В дальней зоне, начиная с расстояния
от источника, равного R  3 , ЭМП уже сформировано и распространяется в виде бегущих волн. В дальней зоне излучения
устанавливается следующая связь между Е и Н: Е = 377·Н, где
377 – волновое сопротивление вакуума. Поэтому в дальней зоне
72
измеряется, как правило, только Е. Население чаще оказывается
в волновой зоне.
3.5.2 Влияние ЭМП на организм человека
Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП. Поглощение ЭМП в биологических тканях связано с преобразованием электромагнитной энергии в тепловую. Но заметный нагрев тканей возможен лишь при достаточно высоких напряженностях ЭМП – более 10 мВт/см2. Однако реакция живых организмов регистрируется и при более низких интенсивностях ЭМП, которую нельзя объяснить с энергетических
позиций. При относительно низком уровне ЭМП принято говорить об информационном воздействии. Понятие «информационное воздействие» означает формирование биологического эффекта за счет энергии самого организма, внешнее воздействие дает
только «информацию» для развития этой реакции.
Биологическое действие ЭМП зависит от длины волны,
напряженности поля, времени облучения и режима воздействия
(постоянное, импульсное). Чем выше мощность, короче длина
волны, продолжительнее время облучения, тем сильнее негативное влияние ЭМП. При облучении возникают нарушения электрофизических процессов в нервной ткани, изменения в щитовидной железе, в системе «кора надпочечников – гипофиз». Результатом продолжительного воздействия (даже очень слабых
полей) могут стать раковые заболевания, изменение поведения
людей, потеря памяти, болезни Паркинсона и Альцгеймера, синдром внезапной смерти младенцев, повышение уровня самоубийств.
Биологическая активность присуща ЭМП любого диапазона.
Но наибольшей активностью обладают СВЧ-микроволны сантиметрового диапазона. Если миллиметровые поглощаются в основном кожей и действуют на организм через рецепторы, то сантиметровые проникают на 5–10 см и действуют непосредственно
на органы.
Повторные действия ЭМП дают кумулятивный эффект.
Микроволны, кроме того, проявляют дезадаптирующее действие,
73
т.е. у человека снижаются приспособительные реакции на другие
неблагоприятные факторы.
При острых поражениях организма электромагнитным излучением отмечаются адинамия, состояние тревоги, тахикардия,
носовые кровотечения.
При хронических поражениях выявляется быстрая утомляемость при работе, боли в области сердца, снижение аппетита, гипотония, кошмарные сновидения, навязчивые мысли, похудение, снижение памяти, синдром хронической депрессии, бессонница, аритмия сердца. Под воздействием СВЧ-полей может развиться катаракта – помутнение хрусталика глаза.
Даже очень слабые поля могут повредить людям, использующим кардиостимулятор: он сбивается с ритма и даже может
выйти из строя вблизи станций сотовой связи.
Существенным внутренним источником ЭМП являются видеодисплейные терминалы и ПЭВМ. Особую опасность для здоровья пользователей (а также и для лиц, находящихся внутри помещений) создает ЭМП в диапазоне 20 Гц – 400 кГц, которое
формируется отклоняющей системой кинескопа. Исследования
говорят о влиянии такого излучения на иммунную, эндокринную,
кроветворную и нервную системы человека. Самой опасной в
этих случаях является низкочастотная составляющая ЭМП: до
100 Гц. У оператора ПЭВМ появляется нервное напряжение,
стресс, могут быть осложнения в течение беременности, увеличение вероятности выкидыша, нарушение репродуктивной функции. Есть предположения, что может возникнуть рак.
Контроль уровней электрической составляющей ЭМП осуществляется по значению электрической напряженности Е,
выраженной в В/м, контроль уровня магнитного поля – по
напряженности магнитного поля Н, в А/м. При измерении
сверхнизких и крайне низких частот часто также используется
понятие магнитная индукция В, единица Тл (Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.
В волновой зоне характеристикой ЭМП является плотность
потока энергии (ППЭ). Это энергия, проходящая через единицу
поверхности, расположенной перпендикулярно потоку в единицу
времени. Единицы измерения: Вт/м2; мВт/м2; мкВт/м2.
74
Неблагоприятное действие токов промышленной частоты
(НЧ) проявляется при очень высокой напряженности магнитного
поля (около 200 А/м), что в бытовых условиях возникает крайне
редко. Поэтому нормы рассчитывают с учетом только электрической составляющей. Влияние электрических полей переменной
промышленной частоты в условиях населенных мест ограничивается СНиП № 2971-84 «Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи, переменного тока промышленной частоты». Для предотвращения вредного влияния ЭМП на человека введены предельно допустимые уровни (ПДУ):
- внутри жилых зданий – 0,5 кВ/м;
- на территории жилой застройки – 1 кВ/м;
- в населенной местности, но вне жилой застройки (пригородные зоны, курорты, земли поселков, садов, огородов) – 5 кВ/м;
- на участках пересечения воздушных линий с автомобильными дорогами – 10 кВ/м;
- в ненаселенной местности, но посещаемой людьми, сельскохозяйственные угодья – 15 кВ/м;
- в труднодоступной местности – 20 кВ/м.
Для ЭМП радиочастот (ВЧ, УВЧ и СВЧ) в диапазоне частот
60 кГц  300 мГц нормируют как электрическую, так и магнитную напряженность (СНиП 2.2.4/2.1.8.055-96).
В табл. 3.2 приведен фрагмент нормативов из СНиП
2.2.4/2.1.8.055-96.
Таблица 3.2 – Нормы ЭМП для человека
f, мГц
Е, В/м
Н, А/м
0,03–3,0
500
50
3,0–30,0
300
–
50,0–300,0
80
–
В диапазоне ВЧ нормируется по электрической составляющей – 20 В/м; в диапазоне УВЧ – 5 В/м; в диапазоне СВЧ – 10
мкВт/см2.
75
3.5.3 Защита человека от биологического действия ЭМП
Защита человека от неблагоприятного биологического действия ЭМ строится по следующим основным направлениям:
- организационные мероприятия;
- инженерно-технические мероприятия;
- лечебно-профилактические мероприятия.
К организационным мероприятиям по защите от действия
ЭМП относятся: выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающего уровень излучения, не превышающий
предельно допустимый, ограничение места и времени нахождения в зоне действия ЭМП (защита расстоянием и временем), обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМП.
Инженерно-технические защитные мероприятия строятся на
использовании явления экранирования электромагнитных полей
непосредственно в местах пребывания человека.
В городах основным способом защиты населения от ЭМП
является создание санитарно-защитных зон вокруг источников
ЭМП, облицовка зданий изолирующим материалом и озеленение
территории. Наиболее приемлемым материалом для зданий является железобетон. В зданиях, расположенных в первых рядах
застройки, рекомендуется заделка в стены мелкоячеистой сетки,
стыки сетки необходимо сварить, а сетку нужно заземлить.
Наилучшая защита сверху – крыша из оцинкованного железа. В
сторону антенн необходимо ориентировать минимальные площади остекления. Если есть необходимость делать окна на стороне
источника, то необходимо использовать стекла с металлизированным слоем.
Для обеспечения безопасности работы с ПЭВМ приняты
Санитарные нормы и правила № 2.2.2. 542-96 «Гигиенические
требования к видеодисплейным терминалам, ПЭВМ и организация работы», в которых приведены рекомендации по производству, продаже и эксплуатации ПЭВМ [8, 14].
Согласно этому документу все видеотерминалы и ПЭВМ
должны иметь техническую документацию и гигиенический сертификат. В нем определены допустимые нормы неионизирующих
и ионизирующих излучений. С 1.01.1997 г. в России введен нор-
76
матив безопасности видеомониторов, соответствующий мировым
нормам.
Однако исследования использующихся компьютеров показывают, что многие из них не соответствуют стандартам по энергетическим характеристикам ЭМП и требуют дополнительной
защиты от ЭМП, т.к. излучение распространяется во всех направлениях в радиусе около 2,5 метров. Большую роль в снижении
низкочастотной электрической составляющей играет заземление
или зануление компьютера и периферии, включая и локальную
сеть.
3.6 Ионизирующее излучение
3.6.1 Природа радиации
Еще 100 лет тому назад человечество не знало о существовании радиоактивности в окружающей среде. Об ионизирующем излучении стало известно после открытия в 1895 году
немецким физиком В. Рентгеном нового вида лучей, позднее
назваными рентгеновскими, а также установления в 1896 году
французским ученым Анри Беккерелем явления естественной
радиоактивности, т.е. способности атомов некоторых элементов
испускать ионизирующие излучения.
Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген (1845–1923) занимался экспериментальными исследованиями электрического разряда в стеклянных вакуумных трубках. 8 ноября 1895 года Рентген, как обычно, работал в своей лаборатории, занимаясь изучением катодных лучей. Почувствовав усталость, он собрался уходить. Окинув взглядом лабораторию,
погасил свет и вдруг заметил в темноте какое-то светящееся пятно. Оказывается, светился экран из синеродистого бария. Свечение вызывала катодная трубка. Рентген начал изучать обнаруженное явление и новые лучи,
названные им икс-лучами. Когда рука ученого оказалась на пути неизвестных лучей, он увидел на экране силуэт ее костей. Ученый обнаружил, что
лучи засвечивают фотопластинку, что они не расходятся сферически вокруг трубки, а имеют определенное направление.
Первым человеком, кому Рентген продемонстрировал свое открытие,
была его жена Берта. Именно снимок ее кисти, с обручальным кольцом на
пальце, был приложен к статье Рентгена «О новом роде лучей». 20 января
1896 года американские врачи с помощью лучей Рентгена уже впервые
77
увидели перелом руки человека. Его опыты были повторены почти во всех
лабораториях мира. Рентген стал первым лауреатом Нобелевской премии
1901 года по физике. Он умер от рака внутренних органов.
Термин «радиация» происходит от латинского слова
«radius» и означает луч. В самом широком смысле слова радиация охватывает все существующие в природе виды излучений –
радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолет и, наконец, ионизирующее излучение. Все эти виды излучения, имея электромагнитную природу, различаются длиной волны, частотой и энергией.
Существуют также излучения, которые имеют другую природу и представляют собой потоки различных частиц, например,
протонов, электронов, нейтронов и т.д. Каждый раз, когда на пути излучения возникает барьер, оно передает часть или всю энергию этому барьеру. И от того, насколько много энергии было передано и поглощено в барьере, зависит конечный эффект облучения.
Наука, изучающая радиацию и ее действие на организм живого существа, называется радиологией. Основные понятия радиологии.
Нуклид – это атомное ядро, характеризующееся некоторым
нуклонным составом (количеством протонов и нейтронов) и
определенным энергетическим состоянием. Ядра, имеющие одинаковый нуклонный состав, но разные энергетические состояния,
называются ядерными изомерами. Ядра, сохраняющие нуклонный состав и энергетическое состояние в течение неограниченно
долгого времени, называются стабильными; в противном случае
речь идет о радиоактивных нуклидах, о радионуклидах.
Радиоактивный распад – это явление самопроизвольного
превращения атомных ядер ряда элементов в ядра атомов других
элементов, сопровождающееся испусканием альфа- и бета-частиц
и гамма-лучей.
Одной из важнейших характеристик радионуклидов является период полураспада – время, необходимое для распада 50%
присутствующих радиоактивных атомов. Так называемые короткоживущие изотопы, имеющие очень короткий период полураспада, в биологическом смысле не очень опасны для живых су-
78
ществ, так как не способны аккумулироваться в биосфере. Радионуклиды, имеющие большой период полураспада, могут накапливаться в живых тканях или выпадать в виде радиоактивных
осадков. Характеристики основных радионуклидов приведены в
табл. 3.3.
Таблица 3.3 – Характеристики радионуклидов
Элемент
Калий-42
Радон-222
Иод-131
Цезий-137
Стронций-90
Углерод-14
Плутоний-239
Уран-238
Период полураспада
12,5 (часов)
3,8 суток
8 (суток)
27 (лет)
28 (лет)
5568 (лет)
240000 (лет)
4 500 000 000 лет
Активность радионуклида в источнике (А). Активность
равна отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в этом источнике за малый интервал времени (dN) к величине
этого интервала (dt):
A = dN/dt.
Число радиоактивных ядер N(t) данного радионуклида
уменьшается со временем по закону:
N(t) = N0 exp(–0.693t / T1 2 ),
где N0 – число радиоактивных ядер в момент времени; T1 2 –
период полураспада – время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.
Ионизирующее излучение – поток частиц или квантов электромагнитного излучения, взаимодействие которого с веществом
приводит к ионизации и возбуждению его атомов и молекул.
Взаимодействуя с молекулами человеческого организма, ионизирующие излучения также приводят к их возбуждению и ионизации. В результате в составе клеток появляются совершенно
неожиданные вещества. Некоторые органы являются менее чувствительными по отношению к подобным метаморфозам, некоторые – более. Наиболее критичными по отношению к ионизи-
79
рующим излучениям элементами человеческого организма являются: легкие, щитовидная железа, красный костный мозг, хрусталик глаза.
Люди в течение всей истории своего существования подвергаются действию ионизирующего излучения. Некоторые ученые
полагают, что ионизирующее излучение сыграло важную роль в
эволюции человека. Источники ионизирующего излучения, существующие на Земле в настоящее время, можно разделить на
две группы: естественные и техногенные, то есть источники, появившиеся в результате человеческой деятельности.
Естественные источники существуют с момента возникновения планеты Земля. Одним из таких источников является космическое излучение, которое облучает всю поверхность Земли.
Космическое излучение складывается из частиц, захваченных
магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. Космическому внешнему облучению подвергается вся поверхность Земли. Однако
облучение это неравномерно. Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического положения объекта и высоты над уровнем моря. Наиболее интенсивно оно на Северном и Южном полюсах, менее интенсивно в экваториальных областях. Причина этого – магнитное поле Земли,
отклоняющее заряженные частицы космического излучения.
Космическое излучение частично поглощается атмосферой, поэтому мощность эффективной дозы, которую получает человек от
космического излучения, возрастает с высотой. Например, человек, летящий на самолете или находящийся на вершине высокой
горы, получает большую дозу, чем за тот же самый промежуток
времени человек, находящийся на поверхности земли.
Солнечные вспышки представляют большую радиационную
опасность. Космические лучи, идущие от Солнца, в основном состоят из протонов широкого энергетического спектра (энергия
протонов до 100 МэВ). Заряженные частицы от Солнца способны
достигать Земли через 15–20 мин после того, как вспышка на его
поверхности становится видимой. Длительность вспышки может
достигать нескольких часов.
Другим источником ионизирующего излучения являются
естественные радиоактивные элементы. Основными естествен-
80
ными радиоактивными элементами, от которых зависит доза, получаемая человеком, являются калий (K40), уран (U238) и торий
(Th232). Эти три элемента являются долгоживущими. Они возникли в то время, когда появилось вещество, из которого состоит
наша Земля и другие планеты, и до сих пор не успели полностью
исчезнуть в результате радиоактивных превращений.
Сразу же после открытия явления распада было признано,
что оно оказывает опасное воздействие на живой организм, но до
недавнего времени было распространено мнение, что существует
безопасный уровень, ниже которого радиация не влияет на здоровье человека. К такому безопасному уровню относились очень
малые дозы естественной радиоактивности и еще меньшие добавки к уровню фоновой радиации от искусственных источников.
Самым убедительным доводом было успешное развитие
жизни, несмотря на постоянное воздействие радиации окружающей среды, и то, что уже продолжительное время практикуется
применение диагностических рентгеновских лучей без какоголибо заметного влияния их на здоровье пациентов.
Данные, собранные исследователями в течение последних
лет, показывают, что риск воздействия на здоровье следовых количеств радиоактивных веществ, содержащихся в воздухе и воде,
недооценивается примерно в 100–1000 раз. Причем это открытие
произошло в тот момент, когда человечество рассчитывало удовлетворить свои громадные потребности в энергии путем использования деления урана взамен истощающихся запасов ископаемых видов топлива.
Еще в начале века первые исследователи установили, что
встречаются два основных типа излучения: в виде волн и частиц.
Волновое излучение подобно свету, но с более короткой длиной
волны, а потому с большей энергией, приходящейся на фотон,
или «пакет» энергии.
Основные виды ионизирующего излучения.
Альфа-излучение – непосредственно ионизирующее излучение, состоящее из α-частиц, испускаемых при ядерных превращениях. Альфа - частицы – это поток положительно заряженных
частиц с большой массой (ядра атома гелия, состоящие из двух
позитронов и двух нейтронов). Обладая сравнительно большой
массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимо-
81
действии с веществом, что обуславливает их низкую проникающую способность и высокую удельную ионизацию, составляющую в воздухе на 1 см пути несколько десятков тысяч пар ионов
(до 30 000). Пробег альфа-частиц с энергией 4 мэВ5 в воздухе составляет 2,5 см, а в биологической ткани лишь 31 мкм. Альфаизлучающие нуклиды представляют большую опасность
Альфа-лучи не могут проникнуть сквозь кожные покровы,
от них можно защититься листом писчей бумаги. Однако лучи
весьма опасны при загрязнении α- излучающими веществами кожи и слизистой оболочки глаз, при поступлении внутрь организма через органы дыхания и пищеварения, открытые раны и ожоговые поверхности, так как эти частицы создают высокую плотность ионизации. Опасны альфа-лучи и при воздействии их на
хрусталик глаза.
Бета-излучение – поток частиц с отрицательным зарядом,
состоящий из электронов, испускаемых при ядерных превращениях. β-частицы характеризуются относительно небольшим пробегом. Энергия бета-частиц не превышает нескольких мэВ. Максимальный пробег в воздухе составляет 20 см, а в живых тканях
2,5 см. Ионизирующая способность бета-частиц ниже: несколько
десятков пар (до 70) на 1см пробега, а проникающая способность
выше, чем альфа-частиц.
Летняя одежда наполовину задерживает бета-частицы.
Нейтронное излучение – нейтроны  это частицы, не имеющие заряда. Они обладают большой проникающей способностью.
Под влиянием нейтронного облучения элементы, входящие в ткани,
могут сами стать радиоактивными (например, фосфор). В связи с
отсутствием у нейтронов электрического заряда они проходят в веществе без взаимодействий сравнительно большие расстояния, измеряемые сантиметрами. Явления, происходящие при взаимодействии нейтронов с ядрами, зависят от кинетической энергии нейтронов. Поэтому обычно нейтроны делят на отдельные энергетические
группы – тепловые, медленные и быстрые нейтроны.
Гамма-излучение – электромагнитное косвенно - ионизирующее излучение, испускаемое при ядерных превращениях или
эВ  единица измерения энергии в атомной физике (энергия 1 электрона при
прохождении разности потенциалов 1 вольт, 1000 эВ=1кэВ; 1000000 = 1мэВ).
5
82
взаимодействии частиц. Гамма-лучи в зависимости от энергии
делят на мягкие (0,1–0,2 мэВ), средней жесткости (0,2–1 мэВ) и
жесткие (1–10 мэВ). Жесткие лучи наиболее проникающие и
опасные. Они обладают высокой проникающей способностью
(пробег частиц в воздухе может достигать сотен метров, в биологической ткани до 10–15 см), одежда не защищает организм от
облучения, поэтому гамма-лучи представляет большую опасность как источник внешнего облучения.
Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей
источник бета-излучения (в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов и т.п.) и представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых составляет не более 1 мэВ. Тормозное излучение – это фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц. Характеристическое излучение – это фотонное излучение с дискретным
спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атомов. Рентгеновское излучение обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.
3.6.2 Биологическое действие ионизирующего излучения
Вредное действие ионизирующего излучения на организм
заключается в том, что молекулы воды и биологической жидкости, входящие в состав тканей, распадаются на атомы и радикалы. В результате нарушается деятельность ферментных систем,
возникают ожоги и лучевая болезнь.
Вредное действие ионизирующего излучения на живые организмы зависит от характера излучения и уровня радиоактивности. Воздействуя на организм человека, радиация может вызвать
два вида эффекта:
1. Детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевая катаракта, лучевое бесплодие).
2. Стохастические эффекты (лейкозы, онкологические заболевания, наследственные болезни).
В процессе облучения живой ткани возникают функциональные изменения, подчиняющиеся биологическим законам
жизни и гибели клеток.
83
Наиболее важные изменения в клетках:
- повреждение механизма деления созревающих половых
клеток (гамет), в результате которого происходит уменьшение
числа хромосом, что ведет к уродствам и мутациям потомства;
- блокирование процессов обновления и дифференцирования клеток – старение;
- блокирование процессов разрастания тканей организма,
включение механизма новообразования клеток, нарушение физиологической регенерации тканей.
Наиболее «радиочувствительными» являются клетки постоянно обновляющихся тканей некоторых органов (костный мозг,
селезенка и др.). В биологических системах наблюдается множество разнообразных радиационных эффектов.
Выход эффектов определяется суммарной накопленной
дозой независимо от того, получена она за сутки или за 50 лет.
3.6.3 Характеристики ионизирующего излучения
1. Радиоактивность веществ в системе СИ измеряют в
беккерелях.
1 беккерель соответствует одному акту распада радиоактивного элемента в 1 секунду (Бк).
Используется и внесистемная единица – кюри (Ки):
1 кюри – это активность препарата, в котором происходит
3,7×1010 актов распада в 1секунду.
2. Экспозиционная доза. В качестве количественной меры
рентгеновского и -излучения принято использовать во внесистемных единицах экспозиционную дозу, определяемую зарядом
вторичных частиц, образующихся в массе вещества при полном
торможении всех заряженных частиц.
Единица экспозиционной дозы – Рентген (Р).
1 рентген – это экспозиционная доза рентгеновского и излучения, создающая в 1кубическом сантиметре воздуха при температуре О°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного
знака в одну электростатическую единицу количества электричества.
Экспозиционной дозе соответствует 2,08×109 пар ионов.
3. Поглощенная доза. Не все вещества одинаково поглощают энергию излучения. Для характеристики поглощающей спо-
84
собности веществ введена величина «поглощенная доза»: энергия
любого вида излучения, поглощенная в 1 кг вещества. Для ее измерения используется несколько единиц.
1 грей (Гр) соответствует такой дозе излучения, при которой в 1 кг массы любого вещества выделяется энергия, равная
1 Дж, независимо от вида и энергии ионизирующего излучения.
1 рад (внесистемная единица) – 1 Гр = 100 рад, 1 рад = 10–2 Дж/кг.
В условиях электронного равновесия экспозиционной дозе
1Р соответствует поглощенная доза в воздухе, равная 0,88 рад.
Радиочувствительность живых организмов весьма различна.
Смертельная доза для бактерий – 104 Гр, для насекомых – 103 Гр,
для млекопитающих – 10 Гр. Максимальная доза излучения, не
приносящая вреда человеку, 0,003 Гр в неделю, а при единовременном воздействии – 0,025 Гр.
4. Эквивалентная доза. Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы, равной произведению поглощенной дозы, созданной облучением и
усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на
весовой множитель (называемый еще – коэффициент качества излучения). Значения весовых множителей приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4. – Коэффициенты качества излучения
Вид излучения
Коэффициент
Фотоны всех энергий
1
Электроны всех энергий
1
Нейтроны с энергией < 10 кэВ
5
Нейтроны с энергией > 20 мэВ
Протоны с энергий > 2 мэВ
5
5
Нейтроны от 10 до 100 кэВ
Нейтроны от 2 мэВ до 20 мэВ
Альфа-частицы
Нейтроны с энергией от 100 кэВ до 2 мэВ
10
10
20
20
85
5. Эффективная эквивалентная доза. Влияние облучения
носит неравномерный характер. Для оценки ущерба здоровью человека за счет различного характера влияния облучения на разные органы (в условиях равномерного облучения всего тела) введено понятие эффективной эквивалентной дозы. Эффективная
доза равна сумме взвешенных эквивалентных доз во всех органах
и тканях:
Е 'эфф  W t H t ,
t
где Wt – тканевый весовой множитель.
Эффективная эквивалентная доза облучения приводится в
бэрах. Бэр – поглощенная доза любого вида излучения, которая
вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения.1 бэр = 0.01 Дж/кг.
Предельно допустимая доза (ПДД) также измеряется в
бэрах.
ПДД для мужчины = 5 бэр в год или 3 бэра в квартал при
сохранении общей дозы облучения в год, для женщин – 3 бэра,
для женщин моложе 30 лет – 1,3 бэра.
В системе СИ эффективная эквивалентная доза приводится
в зивертах (Зв). 100 бэр =1 Зв. Например, безопасно в течение года получить 0,05 Зв, в течение жизни = 0,35 Зв. На ЧАЭС в загрязненных местах ликвидаторы получили до 0,01 Зв/час. Часовая смертельная доза для человека = 4 Зв, для птиц = 20 Зв, для
насекомых = 100 Зв, для растений = 10–1500 Зв.
Таблица 3.5 – Основные источники радиоактивности в быту
Источник ионизирующего излучения
КОСМИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ:
На уровне моря
На каждые 100 м над уровнем моря нужно прибавить
ИЗЛУЧЕНИЕ ЗЕМЛИ:
В зоне известняков
В зоне осадочных пород
В зоне гранитов
Годовая доза
0,2 мЗв
0,03 мЗв
0,3 мЗв
0,5 мЗв
1,2 мЗв
86
Продолжение табл. 3.5
Источник ионизирующего излучения
ЖИЛИЩЕ:
Из дерева
Из кирпича
Из бетона
Проживание в 30-км зоне АЭС
Проживание в зоне ТЭС (в радиусе 20 км)
Керамика, стекло в доме
ПИЩА:
Естественные радиоизотопы, содержащиеся в
продуктах (минералы, мясо, овощи, рыба и т.п.)
ПОЛЕТЫ НА САМОЛЕТЕ:
На каждые 500 км
БЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ:
При средней продолжительности просмотра телевизора
1 час в день
Ношение светящихся часов,
просмотр телевизора, работа на компьютере
ОТПУСК:
Неделя отпуска в горах на высоте 2000 м
ЛЕЧЕНИЕ:
Рентгенография легких
Рентгенография зубов
Томография
Годовая доза
0,01 мЗв
0,1 мЗв
0,5 мЗв
0,02 мЗв
0,03–0.05 мЗв
0,1 мЗв
0,02 мЗв
0,05 мЗв
0,05 мЗв
0,02 мЗв
0,04–0,05 мЗв в час
1 мЗв
1 мЗв
0,2 мЗв
15 мЗв
Основные источники ионизирующего облучения человека в
быту и средние эквивалентные дозы облучения для населения
России приведены в таблице 3.5.
Средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников, составляет около 0,35 мЗв, т.е. чуть больше средней индивидуальной дозы, обусловленной облучением из-за космического фона на
уровне моря.
Уровень земной радиации неодинаков в различных районах.
Так, например, в 200 километрах к северу от Сан-Пауло (Бразилия) есть небольшая возвышенность, где уровень радиации в 800
раз превосходит средний и достигает 260 мЗв в год. На югозападе Индии 70 000 человек живут на узкой прибрежной полосе,
87
вдоль которой тянутся пески, богатые торием. Эта группа лиц
получает в среднем 3,8 мЗв в год на человека. Как показали исследования, во Франции, ФРГ, Италии, Японии и США около
95% населения живут в местах с дозой облучения от 0,3 до
0,6 мЗв в год.
Уровень радиоактивности в жилище зависит от строительных материалов: в кирпичном или панельном доме уровень радиации всегда выше, чем в деревянном. Газовая плита приносит в
быт радиоактивные газы, поэтому уровень радиоактивности на
кухне, как правило, выше, чем в других жилых комнатах.
Наибольший вклад (около 3/4 годовой дозы) в жилище дают не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ радон и продукты его
распада. Поступив в организм при вдохе, он вызывает облучение
слизистых тканей легких. Радон высвобождается из земной коры
повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для различных точек Земного шара. Большую часть дозы облучения от радона человек получает, находясь
в закрытом непроветриваемом помещении. В зонах с благоприятным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в
среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Источниками радона являются также строительные материалы. Так,
например, большой удельной радиоактивностью обладают гранит
и пемза, шлак и ряд других материалов. Радон проникает в помещение из земли через различные трещины в межэтажных перекрытиях, через вентиляционные каналы и т.д. Источниками поступления радона в жилые помещения являются также природный газ и вода. Поступая через фундамент и пол, радон-222
накапливается в основном на первых этажах многоэтажек. Избавиться от него можно, регулярно проветривая помещение.
3.6.4 Гигиеническая регламентация ионизирующего
излучения
Основные пороговые дозы и допустимые уровни облучения
определяются Нормами радиационной безопасности НРБ-99 (СП
2.6.1.758-99)
Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:
- персонал (группы А и Б);
88
- все население, включая лиц из персонала, вне сферы и
условий их производственной деятельности.
Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса
нормативов:
- основные пределы доз, приведенные в таблице 3.6;
- допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего
облучения), являющиеся производными от основных пределов
доз: пределы годового поступления, допустимые среднегодовые
объемные активности и среднегодовые удельные активности и
другие;
- контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности
потоков и др.). Их значения должны учитывать достигнутый в
организации уровень радиационной безопасности и обеспечивать
условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого.
Таблица 3.6  Основные пределы доз
Нормируемые
величины
Пределы доз
персонал (группа А)
население
Эффективная доза
20 мЗв в год в среднем
за любые последовательные 5 лет, но не
более 50 мЗв в год
1 мЗв в год в среднем
за любые последовательные 5 лет, но не
более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за 150 мЗв
год в хрусталике глаза
15 мЗв
коже
500 мЗв
50 мЗв
кистях и стопах
500 мЗв
50 мЗв
Основные пределы доз, как и все остальные допустимые
уровни облучения персонала группы Б равны 1/4 значений для
персонала группы А.
Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы
от природного и медицинского облучения, а также дозы вслед-
89
ствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.
Эффективная доза для персонала не должна превышать за
период трудовой деятельности (50 лет)  1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет)  70 мЗв. Начало периодов вводится
с 1 января 2000 года.
Основным средством защиты от ионизирующего излучения
является экранирование источника излучения. Применение защитных экранов основано на свойстве материалов и веществ в
зависимости от толщины слоя поглощать излучения. Толщина
защитных экранов рассчитывается в зависимости от длины пробега частиц и плотности вещества экрана.
Для защиты от альфа-излучения достаточно использовать
экраны из стекла, фольги и плексигласа толщиной в доли миллиметра. Для защиты от рентгеновских лучей и гамма-излучений
изготовляются экраны из веществ с большим атомным весом
(свинец, вольфрам, чугун, нержавеющая сталь). Эти экраны часто
оборудуются различными манипуляторами для дистанционного
выполнения различных действий с предметами за экраном.
К индивидуальным средствам защиты относятся спецодежда и различные приспособления: халаты, резиновые перчатки,
фартуки, шапочки, калоши, резиновые сапоги, комбинезоны, очки и щитки. Спецодежда изготовляется из хлопчатобумажной
ткани и из пленочных материалов. Для защиты органов дыхания
применяются противогазы и респираторы.
Работы с использованием радиоактивных веществ должны
быть организованы так, чтобы исключить возможность непосредственного контакта с радиоактивным веществом, попадания радиоактивного вещества в воздух рабочей зоны. Это достигается
герметизацией радиоактивных веществ при хранении, перевозке,
выполнении работ и удалении отходов, применением местной и
общей вентиляции, дезактивацией. В опасных местах по радиации устанавливаются знаки радиационной опасности.
90
3.6.5 Лучевая болезнь [6]
При нарушении правил обращения с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующего излучения нередко возникают аварийные ситуации, которые приводят к облучению человека в повышенной дозе и тем самым к лучевому поражению организма. В результате развивается лучевая болезнь. В
зависимости от условий облучения могут наблюдаться острая и
хроническая форма лучевой болезни.
Хроническая лучевая болезнь формируется постепенно
при длительном облучении дозами, которые значительно превышают ПДД для профессионального облучения. Эта форма болезни может возникнуть как при общем облучении всего тела, так и
при преимущественном поражении отдельных органов или систем организма. Хроническая лучевая болезнь от общего облучения подразделяется на три степени в зависимости от выраженности клинических проявлений:
I степень (легкая) – характеризуется нарушениями в сердечно-сосудистой системе и нестойкими изменениями в формуле
крови;
II степень (средняя) – наблюдается углубление нарушений с
появлением функциональной недостаточности пищеварительных
желез, сердечно-сосудистой и нервной систем, нарушение некоторых обменных процессов, стойкие изменения в формуле крови;
III степень (тяжелая) – развивается анемия (малокровие),
возникают атрофические процессы в слизистой желудочнокишечного тракта.
Острая лучевая болезнь в типичной форме наблюдается
при общем сравнительно кратковременном облучении в дозах
1 Гр и более. Выделяют четыре основные фазы формирования
острой лучевой болезни (после кратковременного облучения
всего тела внешним излучением или при поступлении внутрь организма радионуклидов с равномерным распределением внутри
тела, создающих равную дозу):
- первичная общая реакция;
- латентный (скрытый) период, когда отмечается видимое
клиническое благополучие;
91
- период разгара острой лучевой болезни, или период выраженных клинических проявлений;
- фаза восстановления.
По тяжести поражения различают четыре степени острой
лучевой болезни:
I степень (легкая) – развивается при дозе излучения от 1 до
2 Гр; первичная реакция наблюдается через 2–3 часа после облучения у 30–50% пострадавших; характер первичной реакции –
несильная тошнота с одно- двукратной рвотой – стихает, как правило, в день воздействия; длительность латентного периода составляет 4–5 недель; период разгара острой лучевой болезни (на
5–7 неделе) характеризуется умеренным изменением в формуле
крови, могут выявляться астенические явления.
Прогноз: 100% выздоровление даже при отсутствии лечения.
II степень (средняя) – возникает при дозе облучения 2–4 Гр;
первичная реакция наступает через 1–2 часа у 70–80% пострадавших, длится до 1 суток; характер первичной реакции – рвота
2–3 раза, слабость, недомогание, порой субфебрильная температура; длительность латентного периода составляет 3–4 недели;
период разгара (на 4–5 неделе) характеризуется сильной лейкоцитопенией, кровоточивостью, астеническим синдромом, возможны инфекционные осложнения, а при дозе от 3 Гр и выше –
алопеция (удаление волос).
Прогноз: выздоровление наступает у 100% при условии лечения.
III степень (тяжелая) – наблюдается при дозе 4–6 Гр; первичная реакция наступает через 20–40 минут и длится до 2-х суток; характер первичной реакции – многократная рвота, сильное
недомогание, температура тела повышается до 38 °С; длительность латентного периода до 10–20 суток, однако уже с первой
недели возможно поражение слизистой рта и зева, гиперемия (избыточное наполнение сосудов кровью), эритема кожи; вторичная
реакция (на 2 – 5-й неделе) характеризуется резким падением количества гранулоцитов (одна из форм лейкоцитов) и тромбоцитов, лихорадкой, тяжелыми инфекционными и геморрагическими
осложнениями.
92
Прогноз: выздоровление возможно у 50–80% больных при
условии специализированного лечения.
IV степень (крайне тяжелая) – развивается при дозе от 6 до
10 Гр; первичная реакция выражена уже через 20–30 минут,
длится до 3–4 суток, характер первичной реакции – эритема кожи
и слизистых, жидкий стул, температура тела 38 °С и выше; латентный период выражен нечетко, к 3–4-м суткам сохраняется
слабость, быстрая утомляемость, присутствуют признаки поражения слизистых рта и глотки; в период разгара (с 8–12-х суток)
развивается картина тяжелого поражения органов кроветворения
с исчезновением из крови нейтрофилов (одна из форм лейкоцитов) и тромбоцитов, могут выявляться кишечные нарушения,
жидкий стул, другие диспепсические расстройства.
Прогноз: выздоровление возможно у 30–50% пострадавших
и только при условии раннего лечения в специализированных
условиях.
При любой степени лучевой болезни имеет место поражение кроветворной ткани. При III и IV степени лучевой болезни
человек погибает в течение 1–2 месяца с момента облучения
главным образом из-за разрушения клеток красного костного
мозга – главной компоненты кроветворной системы организма.
При редко встречающихся случаях кратковременного общего облучения в дозе от 10 до 15 Гр смертельный исход наблюдается у 90–100% пострадавших даже при условии лечения в специализированной клинике. Характерные симптомы – диарея, лихорадка, нарушение электролитического баланса. Смерть наступает через две недели после облучения от кровоизлияния в желудочно-кишечный тракт и шока.
При дозах излучения до 50 Гр происходит массированное
поражение желудочно-кишечного тракта (кишечный синдром).
Характерные симптомы – судороги, тремор, летаргия, диарея.
Человек погибает спустя 6–9 суток с момента облучения от кровоизлияния в желудочно-кишечный тракт, обезвоживания организма и инфекции.
При облучении дозой до 100 Гр и выше поражаются центральная нервная система, сосуды головного мозга. Характерные
симптомы – судороги, тремор, беспорядочное непроизвольное
сокращение мышц (атаксия), летаргия, кома. Срок наступления
93
смерти – от нескольких часов до 2-х суток. Причины – нарушение дыхания, отек мозга, кома.
3.6.6 Радиологические последствия испытаний ядерного
оружия
Испытания ядерного оружия, которые особенно интенсивно
проводились в периоды 1954–1958 и 1961–1962 гг., стали одной
из основных причин повышения радиационного фона Земли и,
как следствие этого, глобального повышения доз внешнего и
внутреннего облучения населения.
В США, СССР, Франции, Великобритании и Китае в общей
сложности проведено не менее 2060 испытаний атомных и термоядерных зарядов в атмосфере, под водой и в недрах Земли, из них
непосредственно в атмосфере 501 испытание. Испытания в атмосфере в СССР были завершены в 1962 г., подземные взрывы на Семипалатинском полигоне – в 1989 г., на Северном полигоне – в
1990 г. Франция и Китай до последнего времени продолжали испытывать ядерное оружие. По оценкам во второй половине 20-го века
за счет ядерных испытаний во внешнюю среду поступило
1,81×1021 Бк продуктов ядерного деления (ПЯД), из них на долю
атмосферных испытаний приходится 99,84 %.
Последствия испытаний определяются суммарными энерговыделениями, активностью осколков деления, видами взрывов
(воздушные, наземные, подводные, надводные, подземные) и
геофизическими факторами окружающей среды в период испытаний (район, метеообстановка, миграция радионуклидов и др.).
Радиоактивное заражение – это результат выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва. Отличительные
особенности радиоактивного заражения – большая площадь поражения (тысячи и десятки тысяч квадратных километров), длительная сохранность поражающего действия (недели и месяцы),
трудность обнаружения (у человека нет анализаторов, выявляющих радиацию, определить заражение можно только специальными приборами). Зоны радиоактивного заражения образуются в
районе ядерного взрыва и на следе радиоактивного облака.
94
Опасность для человека представляет радиоактивность в
грунте и предметах вблизи эпицентра взрыва. Размер этих зон не
более радиуса зоны полного разрушения.
Степень заражения определяется уровнем радиации (УР) –
мощностью экспозиционной дозы (Р/ч) на высоте 0,7–1 м.
Местность считается зараженной при уровне радиации 0,5
Р/ч. С течением времени уровень радиации спадает, его можно
определить по формуле:
1, 2
t
Pt  P0   ,
 t0 
где P0, Pt – уровни радиации в начальный момент времени to и в
данный момент t, Р/ч.
Продукты ядерного деления (ПЯД) представляют собой
сложную смесь более чем 200 радиоактивных изотопов 36 элементов. Большую часть активности составляют короткоживущие
радионуклиды. Так, через 7, через 49 и через 343 суток после
взрыва активность ПЯД снижается соответственно в 10, 100 и
1000 раз по сравнению с активностью через час после взрыва.
При ядерных взрывах в атмосфере значительная часть
осадков (при наземных взрывах до 50%) выпадает вблизи района
испытаний. Часть радиоактивных веществ задерживается в нижней части атмосферы и под действием ветра перемещается на
большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той же широте. Находясь в воздухе примерно месяц, радиоактивные вещества во время этого перемещения постепенно выпадают на Землю. Часть радионуклидов выбрасывается в стратосферу (на высоту 10–15 км), где происходит их глобальное рассеивание и в значительной степени распад. Нераспавшиеся радионуклиды выпадают по всей поверхности Земли.
Суммарная ожидаемая коллективная эффективная доза от
всех испытаний, произведенных к настоящему времени, составит
в будущем около 3·107 чел/Зв. К 1980 г. человечество получило
лишь примерно 12% этой дозы.
Радиационная безопасность регламентируется (НРБ-99) и
основными санитарными правилами (ОСП-72-87).
95
В случаях аварийных ситуаций принимаются меры защиты,
обеспечивающие снижение дозы облучения населения загрязненной территории и включающие:
- отселение жителей (временное или постоянное);
- отчуждение загрязненной территории или ограничение
проживания и функционирования населения на этой территории;
- дезактивацию территории, строений и других объектов;
- нормирование, радиационный контроль и выбраковку
сельскохозяйственных и природных пищевых продуктов с последующей переработкой их в радиационно-чистые продукты, а
также снабжение населения радиационно-чистыми пищевыми
продуктами;
- внедрение в практику специальных правил поведения жителей и ведения ими приусадебного хозяйства;
- оптимизацию медицинского обслуживания населения и
снижение доз облучения от других источников, в частности за
счет ограничения поступления радона в жилые и производственные помещения.
Итак, радиацию нельзя только восхвалять или только проклинать!
Она, как и многие другие природные явления, двулика –
добрый слуга и злой хозяин. Не будь естественного радиационного фона на Земле, не было бы и многих генетических мутаций. А
если бы не было достаточного количества генетических мутаций,
природа во многом утратила бы свое разнообразие. И без этого
разнообразия естественный отбор не мог бы сотворить такое богатство органического мира, которое мы наблюдаем.
Человечеству нужно понемногу учиться использовать ионизирующее излучение в своих целях. Уже сейчас очень широко
используется радиация в медицине (для создания рентгеновских
снимков, для борьбы с раковыми клетками и СПИДом и т.д.). Но
не стоит забывать, что это очень опасный и коварный товарищ,
способный принести очень много страшных бед и поэтому с ним
нужно обращаться очень осторожно и аккуратно, и забывать об
этом – это самая страшная ошибка, которую может допустить человечество...
96
Контрольные вопросы к теме 3
1. Какие свойства характерны для жилой среды человека?
2. Назовите основные внутренние источники загрязнения
воздуха в помещении.
3. Какое влияние на человека оказывает курение?
4. Что такое «больные здания»?
5. Какие аэроионы являются полезными для здоровья человека?
6. Как влияет на электрическую характеристику воздуха в
помещении работающий компьютер?
7. Как влияет на электрическую характеристику воздуха работающий кондиционер?
8. Что такое аллергия?
9. Какие вещества могут быть аллергенами?
10. Какая связь между аллергической реакцией и иммунитетом?
11. Как оказать первую помощь отравившемуся угарным
газом?
12. Что нельзя делать при отравлении фенолом?
13. Опасен ли углекислый газ в больших концентрациях
(около 3 мг/куб. м) в воздухе помещения?
14. Назовите пять основных правил оказания помощи человеку, отравившемуся вредным веществом.
15. Что нужно делать при отравлении вредным веществом,
попавшим в организм через рот?
16. Какой диапазон механических колебаний воспринимается слуховым анализатором человека?
17. Какими параметрами характеризуется шум?
18. Чему равен порог слышимости?
19. Чем отличается ультразвук от инфразвука?
20. Как влияет инфразвук на человека?
21. Дайте классификацию внутренних источников бытового
шума.
22. Кто чувствительнее к ночному шуму: грудные дети или
старики?
23. Приведите нормы дневного и ночного шума в жилом
помещении.
97
24. Что такое «вибрация»?
25. Почему для человека опасна вибрация с частотой, лежащей в диапазоне 17–30 Гц?
26. Что является источником ЭМП?
27. Как влияют ЭМ – поля на организм человека?
28. Как защитить жителей здания, расположенного в зоне
действия ЭМП?
29. Что такое «радиация»?
30. Какие частицы более глубоко проникают в организм:
альфа-, бета- или гамма-лучи?
31. Какое биологическое действие оказывает ионизирующее излучение на человека?
32. В каких единицах измеряется радиоактивность веществ?
33. Что такое «поглощенная доза»? В чем она измеряется?
34. Кто чувствительнее к действию радиации: человек или
таракан?
35. Вещества какой группы таблицы Менделеева сильнее
всасываются в организм человека?
36. Как определяется эффективная доза облучения?
37. Какие этапы лучевой болезни можно выделить?
98
4 ОБЕСПЕЧЕНИЕ СВЕТОВОГО И ЦВЕТОВОГО РЕЖИМА
В ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ [1, 5, 6, 14–16]
4.1 Влияние естественного света на жизнедеятельность человека
Известно, что солнечные лучи благотворно влияют на живые организмы, являются мощным оружием в борьбе с болезнетворными микробами. Бактерии туберкулеза в темноте сохраняют жизнеспособность 10 суток, а на солнце погибают за 30 мин.
За счет освещения солнечным светом происходит стимуляция
кровообращения, дыхания, деятельность ЦНС.
Но стремительно растущая урбанизация заставляет человека
большее время проводить в условиях помещений при дефиците
естественного солнечного освещения. Недостаток естественного
света ухудшает условия зрительной работы и создает предпосылки для развития «солнечного голодания», которое снижает
устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов различной природы, а по последним данным и к стрессам.
Особенно сказывается недостаток освещенности на больных тириотоксикозом, артериосклерозом, заболеваниях сердца. Поэтому
дефицит естественного света и денатурация световой среды относятся к неблагоприятным факторам в жизнедеятельности человека.
4.2 Основные светотехнические характеристики
Ощущение зрения происходит под влиянием видимого излучения, которое представляет собой электромагнитные волны с
длиной волны 0,38–0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555
мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого
спектра.
Освещение характеризуется рядом количественных и качественных показателей.
К количественным показателям относятся.
99
 Сила света J. Основная световая единица, принятая в
Международной системе СИ, – сила света, измеряемая единицей
«свеча» (св). Это сила света некоторого эталонного источника,
изготовленного строго по стандартам. Эталоном свечи является
сосуд, в котором находится платина в критическом состоянии
(граница расплава) при температуре 2046,5К. В платину вставлена трубочка, которая нагревается до температуры расплава платины и начинает светиться. Сила света, испускаемая из трубочки
с поверхности платины площадью 0,0053 кв. см, соответствует
одной свече.
 Световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; световой поток характеризует мощность светового излучения, испускамого источником света в 1
свечу внутри единичного телесного угла (1 стерадиан). Единица
измерения светового потока – люмен (лм). Полный световой поток, посылаемый источником по всем направлениям, равен 4 лм.
 Освещенность Е – поверхностная плотность светового
потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м2), к ее
площади; E  dФ ; измеряется в фотах (Ф), если единица плоdS
щади в см , или в люксах (лк), если единица площади измеряется
в м2; освещенность в 1 лк получается на поверхности сферы радиусом 1 м, если в ее центре поместить источник света в 1 св.
Освещенность ориентировочно равна:
- под прямыми солнечными лучами в полдень Е=100 000 лк;
- в пасмурный день Е= 1 000 лк;
- в светлой комнате Е= 100 лк;
- необходимо для чтения Е= 30 лк;
- полая луна Е= 0,2 лк.
 Яркость L поверхности под углом  к нормали – это
отношение силы света dJ к излучаемой, освещаемой или светящейся поверхности, к проекции dS этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную направлению движения света;
dJ
; единица измерения стильб (сб). 1 сб – яркость
L 
2
(dS cos  )
светящейся площадки, дающей силу света в 1 свечу с каждого
квадратного сантиметра. Примерные яркости:
100
- яркость солнца = 150 000 сб;
- яркость нити лампы накаливания = 200 сб;
- пламя свечи = 0,5 сб;
- ночное небо = 10–8 сб.
При яркости свыше 16 сб наступает болевой эффект.
К качественным показателям относятся.
Фон – это поверхность, на которой происходит различение
объекта; фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на него световой поток. Коэффициент отражения  определяется как отношение отраженного от поверхности
светового потока Фотр к падающему на него световому потоку
Фпад:
  Фотр
Фпад
.
При >0,4 фон считается светлым; при 0/2<<0,4 – средним
и при <0,2 – темным.
Контраст объекта с фоном k – степень различения объекта и фона. Контраст характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и яркости фона:
k  ( Emax  Emin ) (2 Ecp ) .
k считается большим, если k>0,5; средним, если 0,2<k<0,5; и
малым, если k < 0,2 (объект еле различим на фоне).
Коэффициент пульсации освещенности kЕ – критерий колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока.
kE  100( Emax  Emin ) 2 Ecp .
Для газоразрядных ламп kЕ =25–65%; для ламп накаливания –
kЕ ≈ 7%; для галогенных ламп накаливания – kЕ ≈ 1%;
Показатель ослепленности Р0 – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительными установками.


P0  1000V 1  1,
 V2 
где V1 и V2 видимость объекта при экранировании и при наличии
ярких источников света в поле зрения.
Видимость V – характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта,
101
контрастности, длительности экспозиции и др. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е.
V k
,
k пор
где kпор – наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на
фоне.
4.3 Естественное освещение и инсоляция
В закрытых помещениях световая среда существенно денатурирована, а естественные световые факторы ослаблены, так
как светопроемы (окна) составляют небольшую часть стен, пропуская притом около 50% (чаще много меньше) падающего на
них света и незначительную долю ультрафиолетового излучения.
Затенение светопроемов (цветы, гардины, занавеси) и ориентация
их на север ведет к дополнительной потере света.
Экспериментальные данные свидетельствуют об особой
биологической значимости естественного света в жилых помещениях. Доказано, что он влияет на выработку гормонов, на регенерацию тканей, на поддержание биоритмов организма. Кроме
того, естественный свет оказывает психологическое воздействие.
Возможность зрительного контакта с внешним миром и наблюдение за сменой светлого и темного времени суток через оконные
проемы оказывает влияние на психику живых организмов. Если
в помещении невозможно установить нормальный режим естественного освещения, то необходимо так спланировать времяпрепровождение в помещении, чтобы была возможность выходить днем под открытое небо.
4.4 Нормирование естественного освещения
Естественное освещение характеризуется чрезвычайно широким диапазоном изменения освещенности. Эти изменения связаны со временем суток, года и метеорологическими факторами:
характером облачности и отражающими способностями земного
покрова. Поэтому естественное освещение задается не величиной
102
освещенности, а коэффициентом естественной освещенности
(к.е.о.).
К.е.о. представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке помещения (Евн) к одновременной освещенности наружной точки (Ен), находящейся на одной горизонтальной плоскости с внутренней, освещенной рассеянным светом всего небосвода.
к.е.о. 
Е вн 100.
Ен
Освещенность измеряется специальным прибором – люксметром. Это фотоэлемент, заключенный в оправу-держатель, закрытый стеклом (для защиты от прямых солнечных лучей). При
попадании света на фотоэлемент, на нем в фотоактивном слое
(селен) создается поток электронов, который по проводящим путям поступает на гальванометр. Гальванометр отградуирован в
люксах. Для расширения диапазона измерения используют съемные фильтры (1:10; 1:100 и 1:1000).
Экспериментальное определение к.е.о. требует одновременного измерения освещенности внутри помещения и снаружи. Замеры должны проводиться одновременно, когда небо затянуто
облаками. Порядок определения к.е.о. следующий: в помещении
выбирается базовая точка, хорошо освещаемая естественным светом; люксметр укладывается на горизонтальную плоскость на
высоте один метр от пола; второй люксметр в это время располагается на крыше здания; по сигналу синхронно проводятся замеры освещенности на обоих люксметрах; таких замеров выполняют не менее 10 раз, затем определяются средние значения Евн и
Евнут.
Коэффициент естественной освещенности в любой
точке помещения величина постоянная.
Пример. Освещенность внутри помещения, измеренная
люксметром, равна 120 лк, а под открытым небом – 6000 лк.
Определить к.е.о.
120
к.е.о. 
 100  2% ,
6000
103
т.е. освещенность внутри помещения в данной точке составляет
2% от наружной освещенности. К.е.о. нормируется в зависимости
от выполняемой в помещении работы и от типа помещения.
При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение к.е.о. в точке, расположенной на
расстоянии один метр от стены, наиболее удаленной от световых
проемов, на пересечении вертикальной плоскости характерного
разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола.
При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение к.е.о. в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола. При верхнем (или
верхнем и боковом) естественном освещении нормируется среднее значение к.е.о. в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола.
Коэффициент естественной освещенности устанавливается
строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95).
Существуют таблицы светового климата для различных регионов России, в которых для каждого месяца и часа указаны
средне-ожидаемые значения освещенности вне помещений в
день, когда небо затянуто легкими облаками. Фрагмент такой
таблицы для средней полосы России (Московская, Свердловская,
Челябинская, Новосибирская, Томская, Кемеровская и др. области), установленные СНиП 23-05-95, приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1– Фрагмент таблицы светового климата для средней
широты России [5]
Продолжение табл. 4.1
Месяц
Часы
6–7
7–8
8–9
9–10
10–11
11–12
Сентябрь
Октябрь
Освещенность в тыс. люкс
1,3
0,2
3,2
1,1
5,3
2,4
7,9
4,5
9,9
5,5
10,7
5,9
104
Продолжение табл. 4.1
Месяц
Часы
Сентябрь
Октябрь
Освещенность в тыс. люкс
11,2
5,6
8,9
4,5
6,9
2,8
4,9
1,9
3,3
1,1
1,3
0,3
12–13
13–14
14–15
15–16
16–17
17–18
Например, на доске в аудитории измеренный к.е.о равен 2%.
Какова освещенность естественным светом на доске в сентябре с
12 до 13 часов дня?
По таблице освещенности находим, что освещенность вне
помещения в сентябре с 12 часов дня до 13 часов равна 11 200
люксов. Следовательно, на доске освещенность в сентябре будет
2% от 11200 = 224 люкса.
Неравномерность естественного освещения производственных и общественных зданий с верхним или комбинированным
естественным освещением не должна превышать 3:1. Она характеризуется повышением от максимального значения коэффициента естественной освещенности к минимальному в пределах
разреза помещения и является качественной характеристикой
систем естественного освещения
В таблице 4.2 приведены нормативные значения к.е.о. для
различных видов работ.
Таблица 4.2  Нормы проектирования естественного освещения
(фрагмент)
Характеристика
Наименьший размер Разряд зрительКео, %
зрительной работы объекта различения,
ной работы
мм
наивысшей
точности
менее 0,15
I
10
105
Продолжение табл. 4.2
Характеристика
Наименьший размер Разряд зрительКео, %
зрительной работы объекта различения,
ной работы
мм
очень высокой
точности
от 0,15 до 0,30
II
7
высокой
точности
св. 0,30 до 0,5
III
5
средней
точности
св. 0,5 до 1,0
IV
4
малой точности
св. 1,0 до 5,0
V
3
грубая
более 5
VI
3
4.5 Расчетные методы оценки естественной
освещенности
Естественное освещение помещения зависит от ряда условий, главными из которых являются следующие:
- ориентация окон по отношению к сторонам света (в средних широтах наилучшая ориентация окон на юго-восток, юг и
юго-запад);
- местонахождение и расположение рядом находящихся
зданий и других затемняющих объектов (путем определения «угла отверстия»);
- удаленность рабочих мест от окон и устройство самих
окон, определяемые через «угол падения»;
- цвет потолка, стен, окружающих предметов (наиболее рациональной окраской являются светлые тона);
- форма и расположение окон, чистота стекол (наилучшей
формой окна считается прямоугольная, верхний край окна должен быть расположен как можно ближе к потолку: не далее 15–30
см).
А. Определение светового коэффициента Кс
Под световым коэффициентом подразумевается отношение площади остекленной поверхности окон к площади пола. Для
106
его определения измеряют остекленную поверхность всех окон
помещения, не считая рам и переплетов. Затем определяют площадь помещения и делят ее на площадь окон. Световой коэффициент выражается простой дробью, в числителе «1», а в знаменателе полученное и округленное до целого частное.
Например, площадь окон = 9 кв. м; а площадь комнаты = 37
кв.м; 37:9=4.1, Кс =1/4, т.е. площадь окон примерно в 4 раза
меньше площади пола.
Норматив: световой коэффициент должен быть не менее 1/4.
Чем больше знаменатель дроби, тем хуже условия естественного освещения в помещении.
Нормирование естественного освещения по световому коэффициенту имеет свои недостатки:
- если рядом стоит высокое здание, то, несмотря на высокий коэффициент, освещенность будет плохая;
- не учитываются форма и размеры окон;
- не учитывается удаленность рабочего места от окна.
Поэтому для оценки достаточности естественной освещенности используют и другие характеристики.
Б. Коэффициент заложения, т.е. отношение расстояния от
наружной стены до наиболее удаленной точки помещения В
(глубина заложения) к расстоянию от пола до верхнего края окна
(Н) (рис. 4.1).
KЗ  В .
Н
Норматив: коэффициент заложения не должен превышать 2,5.
С. Угол падения – угол, образуемый линиями: одна горизонтальная по направлению от рабочей точки (В) к окну (ВС),
вторая – к верхнему наружному краю окна АВ. Чем больше угол
падения АВС, тем больше поступает световых лучей на рабочую точку, тем лучше освещенность.
Норматив: Угол падения должен быть не менее 27.
С
H
Затеняющий свет объект
D
окно
А
E
В – рабочая
точка
Глубина
заложения
h - высота помещения
107
В
Рис. 4.1  Схема для определения основных характеристик
освещенности (характерный разрез помещения)
Этот показатель характеризует угол, под которым световые
лучи из окна падают на исследуемую поверхность. Для определения угла необходимо провести две линии: линия ВС – проводится горизонтально из точки рабочего стола к оконной раме;
линия АВ – из той же точки к верхнему наружному краю окна.
Угол АВС – угол падения. Так как треугольник АВС – прямоугольный, то tgАВС=АС/ВС. Катет АС – расстояние по вертикали от поверхности рабочего стола до верхнего края окна. При
высоте стола, равной высоте подоконника, АС = высоте окна. Катет ВС – расстояние от исследуемой точки поверхности рабочего
стола до окна. Эти катеты легко измеряются метром.
Пример. Высота окна равна 1,6 м; расстояние от стола до
окна = 2,5 м; tgАВС=1,6/2,5=0,64: АВС=33°. Если нет таблицы тангенсов, можно нарисовать нужный угол на бумаге в пропорции и измерить угол транспортиром.
Угол падения должен быть не менее 27°. По мере удаления
от окна угол падения будет уменьшаться, что влечет снижение
освещенности. Угол зависит и от высоты окна: чем выше окно,
тем угол больше.
Д. Углом отверстия называется угол, образуемый линиями: одна, проведенная из исследуемой точки к верхнему наружному краю окна, другая, проведенная из той же точки к самой
высшей точке противостоящего затеняющего объекта.
Норматив: угол отверстия должен быть не менее 5 °.
Угол отверстия характеризует величину участка небосвода,
свет от которого падает на рабочее место и непосредственно
108
освещает рабочую поверхность. Угол отверстия АВЕ образуется двумя линиями: линией АВ (как и при определении угла падения), линией ВЕ, которая идет от рабочей точки к высшей точке
здания (или дерева), стоящего напротив.
При практическом определении угла отверстия один человек садится за рабочий стол и мысленно проводит линию к самой
высшей точке препятствия. Другой человек по указанию первого
отмечает на стекле окна точку, через которую эта линия проходит
(на рисунке это точка D). Затем измеряют расстояние по вертикали DС (между этой точкой и поверхностью рабочего стола) и
расстояние по горизонтали СВ от окна до рабочего стола.
tgDВС= DС/ВС; угол отверстия АВD (АВЕ) является частью угла падения АВС минус угол DВС.
Пример. Допустим, воображаемая линия ВЕ, идущая от
стола до верхней точки противоположного здания, пересекает
окно на высоте 1,2 м. Стол находится от окна на расстоянии
2,5 м.
tgDВС= DС/ВС = 1,2/2,5 =0,48.
Рассчитанный раньше угол падения равен 33°. Отсюда угол
отверстия равен
АВD=АВС – DВС = 33 – 26 = 7°.
Угол отверстия не должен быть меньше 5°. Чем больший
участок неба виден с рабочего места, тем лучше освещение. Для
обеспечения нормальной освещенности необходимо, чтобы расстояние между зданиями было не меньше удвоенной высоты более высокого из зданий.
Е. Определение степени поглощения света стеклами
окон. Определение степени поглощения проводится с помощью
люксметра. При этом фотоэлемент накладывают последовательно
на наружную и внутреннюю поверхности исследуемого стекла.
Определив освещенность на наружной стороне Ен и на внутренней Евн, определяют их отношение (коэффициент поглощения
света):
К
Е н  Е вн  100 .
Ен
109
Если нельзя определить коэффициент экспериментально, то
вводят стандартный коэффициент:
- при одинарном остеклении К= 10%;
- при двойном К = 40%.
4.6 Совмещенное освещение
Дефицит естественного освещения в жилых помещениях
требует восполнение недостатка его искусственным освещением.
Основной гигиенический недостаток совмещенного освещения –
разная биологическая эффективность естественного и искусственного света, которую сложно учесть при нормировании. Исследовались разные соотношения: 1:1; 1:2 и 1:5. Однако даже при
высокой общей освещенности 300–1000 лк это смешение сказывается на состоянии человека. Особо сильно сказывалось, если
доля естественного света была менее 250 лк. Для обеспечения
биологического эффекта от искусственного освещения, соизмеримого с эффектом естественного света при освещении в 500 лк,
необходимо повысить искусственно созданную освещенность до
2500 лк при максимально приближенном спектре к спектру дневного света. Но это неэффективно экономически.
В тех помещениях, где необходимо иметь совмещенное
освещение, надо правильно выбирать источники света. Нельзя
применять при совмещенном освещении лампы накаливания!
Целесообразнее использовать лампы дневного или белого цвета.
Лампы должны равномерно подсвечивать зоны с недостаточным
естественным освещением и давать однонаправленные тени.
4.7 Искусственное освещение
Искусственное освещение создается электрическими светильниками. Различают два вида светильников: общие и местные.
При общем освещении можно заниматься работой, не требующей
сильного напряжения. Для работы, требующей более высокой
точности, более подходят местные светильники.
Основные требования к искусственному освещению помещений:
110
- освещение элементов интерьера должно соответствовать
их назначению;
- света должно быть достаточно;
- свет не должен слепить и оказывать неблагоприятного
действия на человека;
- осветительные приборы должны быть легкими и безопасными;
- расположение приборов должно соответствовать функциональному зонированию жилища;
- выбор источника должен проводиться с учетом цветового
решения интерьера.
Все источники света делят на две группы: газоразрядные
лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них
получается из-за нагрева электрическим током вольфрамовой
нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона
возникает в результате электрического разряда в атмосфере
инертных газов в присутствии паров металлов, а также за счет
явления люминисценции, при котором ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимый свет.
До настоящего времени в жилищах используют чаще лампы
накаливания, как наиболее рациональные, удобные, бесшумные и
неизлучающие ультрафиолетового света. Основными недостатками ламп накаливания являются следующие: низкая световая
отдача (Ψ7–20 лм/Вт); малый срок службы (около 2,5 тыс. часов); в спектре преобладают желтые и красные лучи.
Галогеновые лампы – лампы накаливания с парами йода.
Это введение позволило повысить температуру накала нити, т.е.
увеличить световую отдачу до 40 лм/Вт. Пары вольфрама испаряются с нити накаливания, соединяются с йодом, затем вновь
оседают на нити. Это позволило увеличить срок службы ламп до
3 тыс. часов. Спектр таких ламп ближе к естественному.
Основное преимущество газоразрядных ламп – большая
световая отдача (40–110 лм/Вт). Срок службы доходит до 12 тыс.
часов. В таких лампах можно получить поток любого спектра,
поэтому выделяют такие группы ламп: лампы дневного света
(ЛД), холодного белого света (ЛХБ), теплого белого света (ЛТБ)
111
и белого света (ЛБ). Основной недостаток газоразрядных ламп –
пульсация светового потока, что может привести к появлению
стробоскопического эффекта. К недостаткам относится также
длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, зависимость работоспособности ламп от температуры окружающей среды. Газоразрядные
лампы могут стать источником радиопомех.
Люминесцентные лампы – газоразрядные лампы низкого
давления, которые имеют стеклянную трубку, наполненную дозированным количеством ртути и инертного газа с впаянными по
концам электродами. Внутренняя поверхность трубки покрыта
слоем люминофора. В качестве люминофора чаще всего применяется галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем. Цветность света зависит от концентрации марганца, изменяющейся в пределах от 0,3 до 1,2 % при постоянной концентрации сурьмы (около 1,0 % по массе).
Положительным качеством люминесцентных ламп является
независимость их работы от температуры окружающей среды.
Поэтому они применяются для освещения территорий предприятий, населенных пунктов, а также производственных помещений
большой высоты.
Экономичные люминесцентные лампы рекомендуется использовать только во вспомогательных помещениях. Для использования их на кухне надо подбирать спектр излучаемого света таким, чтобы продукты и пища имели естественный цвет. При использовании люминесцентных ламп для подсветки письменного
стола надо добиться максимального устранения пульсаций.
4.8 Гигиеническая оценка искусственного освещения
При оценке искусственного освещения помещений устанавливают, в первую очередь, достаточность (или недостаточность) освещенности, ее равномерность, отсутствие бликов, слепящего действия, а затем определяют вид источников света, их
мощность, тип светильников, их расположение, высоту подвеса,
общую систему освещения.
При оценке освещенности нужно учитывать также и отраженный свет: от потолка, стен, мебели. Чистый светлый потолок
112
отражает до 80% падающего на него света; светлые обои (светло-желтые, зеленые, кремовые) – до 60%, в то время как коричневые, синие – 20–30%.
Определение достаточности искусственной освещенности. Интенсивность искусственного освещения определяется
люксметром и сравнивается с нормами. При отсутствии люксметра величину освещенности можно определить расчетными
методами, в частности, методом определения удельной освещенности. Для этого суммируют мощности всех источников света
(ватт) и делят полученную сумму на площадь помещения (кв. м).
Получают удельную мощность в (ватт на 1 кв. м.). Затем удельную мощность умножают на коэффициент е (табл. 4.3), который
показывает, какую удельную освещенность создают используемые источники света.
Таблица 4.3. – Определение коэффициента е
При использовании ламп
мощностью
До 100 Вт
100 Вт и выше
люминесцентная
При напряжении в сети, В
Менее 220
220 и более
2,4
2,0
3,2
2,5
1,0
1,0
Пример. Площадь помещения 25 кв. м. Освещается двумя
лампами по 100 Вт. Напряжение в сети 220в
Удельная мощность = (100×2)/25=8 (Вт/кв.м).
Освещенность равна = 8 вт/кв.м.×2,5 =20 лк.
Этот метод расчета не является точным.
Норматив. Общую освещенность в помещении можно считать достаточной, если на 1 м2 площади приходится 30 лк.
В. Определение равномерности освещения. Равномерность освещения в помещении оценивается по числу рабочих точек в помещении, имеющих достаточное и недостаточное освещение. Результат выражается отношением количества мест недостаточного освещения к общему числу обследованных мест в
процентах. Освещенность самого темного места не должна быть
слабее освещенности самого освещенного места менее, чем в три
раза.
113
Оценку равномерности освещенности можно определить по
коэффициенту распределения света по формуле
E 100
,
q
E1
где q – искомая величина; Е – освещенность исследуемой поверхности в люксах; Е1 – максимальная освещенность в данном
помещении. При полной равномерности q = 100%; чем освещенность менее равномерна, тем меньше q.
С. Требования к искусственному освещению. Много часов
в сутки, особенно зимой, человек проводит при искусственном
освещении, поэтому оно должно отвечать гигиеническим требованиям. Различают три вида искусственного освещения: общее,
местное и комбинированное.
Применять только местное освещение не рекомендуется,
т.к. переход взгляда с ярко освещенной поверхности на темную
дает дополнительную работу глазам.
Зона отдыха должна освещаться рассеянным общим светом
с дополнительным местным источником для работ, связанных с
напряжением зрения: чтение, рукоделие. Иногда применяют декоративное освещение, высвечивая какой-либо определенный
предмет: аквариум, красивый цветок, картину.
Уголок школьника должен освещаться источником рассеянного света со стеклами из замутненного материала («матовые»
лампы). Крышка стола должна быть матовой, чтобы не было
бликов.
Спальную комнату рекомендуется освещать светом, отраженным от потолка, например, от торшера. В ночнике должен
свободно изменяться угол наклона, чтобы менять освещенность.
Рабочая комната должна быть освещена как общим светом, так и местным (настольная или консольная лампа).
4.9 Цветовое оформление жилища
Человеческий глаз различает более шести миллионов цветовых оттенков. Цветовосприятие связано с психогенетическим кодом человека. Мы независимо от национальности, возраста и пола реагируем на определенные цвета. Один цвет мобилизует
114
внутренние ресурсы, другой – возбуждает, третий – расслабляет и
успокаивает, четвертый – приводит в угнетенное состояние. Цвета могут уменьшать и увеличивать пространство, создавать ощущение тепла или холода, света или мрака.
Цвет может оказать мощное влияние на здоровье человека, а
хроматотерапия столетиями использовалась для поддержки физического, эмоционального и душевного благополучия. Привычные фразы показывают, как цвет связан с эмоциями – «розовые
мечты», «позеленел от злости», «красно в глазах».
Переезд на новую квартиру словно подменил жену и детей
Александра. Дочери стали хуже учиться в школе, хотя они
остались в прежней, чаще болели. Супруга, еще молодая женщина, раздражалась по любому поводу, кричала на детей, злилась
на мужа. В сердцах могла ударить любимую собаку.
Поговорив начистоту с мужем, она призналась, что прекрасно осознает, что с ней что-то не то, но ничего не могла с
собой поделать. Супруги решили обратиться к невропатологу,
но, кроме легких успокоительных, он ничем не смог помочь. Причину такого поведения удалось понять, когда в гости пришел
знакомый художник. Он сразу отметил, что обои имеют угнетающую психику окраску. Это сильно сказывалось на самочувствии чувствительных людей. Александр в силу своей «толстокожести» не замечал, а жена и дети подвергались настоящей
психической атаке.
Простая смена обоев восстановила мир и спокойствие в
семье.
Влияние красок, в который окрашен мир, значительно шире,
чем психологическое и эмоциональное воздействие на человека.
Доказано, цвет влияет на здоровье, на ритм сокращения мышц, на
частоту дыхания, на артериальное давление и др. Древние греки и
египтяне использовали раскрашенные храмы в качестве лечебных центров. Цвет играет важную роль в традиционной и китайской медицине. Цветом лечили ветрянку, оспу, скарлатину. Современные врачи обнаружили интересный факт: даже окраска лекарств и упаковки влияют на эффективность лечения. Рациональное цветовое оформление интерьера помещения – действенный
фактор улучшения жизнедеятельности человека.
115
Есть две группы цветов. Первая группа – напоминают
огонь или солнце – это теплые цвета: красный, оранжевый, желтый. Вторая группа цветов напоминают лед, воду – это холодные цвета: синий, зеленый, фиолетовый. Цвета каждой группы
по-разному действуют на работоспособность и самочувствие человека.
Человек воспринимает цвет как электромагнитное колебание с определенной длиной волны, что может вызвать резонанс в
разных органах человеческого тела. Воздействие цветовой гаммы так сильно, что может даже убить человека. Было отмечено
несколько случаев, когда особо восприимчивые люди умирали от
картин с неправильно подобранной цветовой гаммой, повешенных в комнате. В старину детей лечили от кори, заворачивая их в
красную ткань. Многие легочные заболевания лечатся синим
цветом (синяя лампа). Недаром в легочных санаториях красят
стены в голубовато-синий оттенок, это повышает иммунитет
больных. При сосудистых заболеваниях применяют голубой и зеленый цвета. Современные косметологические центры наряду с
лекарственными препаратами применяют цветолечение. При угревой сыпи и необходимости подтянуть кожу лица используют
процедуры красно-оранжевого освещения.
Современное исследование доказало эффективность цветотерапии. В 1958 году американский ученый Роберт Жерар доказал, что красный цвет может поднять кровяное давление, в то
время как голубой понижает его. Американские исследователи
нашли, что бунтующие заключенные становились спокойнее, когда их помещали в камеры, окрашенные в особый оттенок розового цвета. А исследованием в Норвегии было доказано, что в
помещении красного цвета людям теплее, чем в голубых стенах.
Все больше предприятий соглашаются, что их сотрудники
работают лучше в определенной среде. Как оказалось, красный,
оранжевый и желтый цвета стимулируют работу мозга детей в
классе, а серьезные компании, продающие краску, завели цветовые карты с учетом терапевтических аспектов цвета.
Красный цвет (Оживляющий красный) вызывает ощущение тепла, кратковременный прилив энергии, как бы подхлестывает эмоции, оказывает стимулирующий эффект, но быстро
утомляет нервную систему и зрение. Этот цвет доминирует ря-
116
дом с любым цветом, но умеренное присутствие его придает интерьеру уют и интимность. Его место в прихожей, немного в
спальне, но там он должен быть темно-красным, ближе к коричневому. Немного красного хорошо на кухне, в виде отдельных
деталей интерьера, по утрам это взбодрит и будет способствовать аппетиту. Вечером под влиянием искусственного освещения
он потеряет свою возбуждающую силу и ощущение уюта.
Красный цвет полезен при всех воспалительных заболеваниях, оспе, волчанке. При таких заболеваниях все должно быть
красного цвета и все лучи света, проникающие в комнату, должны быть красными.
Красный – это цвет, необходимый для придания энергии. Он
согревает тело и способствует кровообращению.
Красный цвет придает силы, поддерживает уверенность в
себе, удаляет отрицательные эмоции и стимулирует жизнеспособность и лечение.
Использованный в помещении он помогает забыть долгий
трудный день – но используйте красный цвет только на одной
стене, так как большее количество красного способно вызвать
злость и споры.
Красный: репродуктивные органы, ступни ног, ноги, бедра,
спина и таз.
Оранжевый цвет (Радостный оранжевый) – теплый цвет,
но порождает напряженность. Это удивительный цвет, который
может улучшить ваше настроение, он ассоциируется с уверенностью и стимулирует чувство удовольствия, поэтому идеален для
помещений, используемых для развлечений. Его можно использовать в небольших количествах для контраста. Но он очень
быстро утомляет восприятие. Значительное его использование в
жилом помещении нежелательно, если только он не поглощается
другими цветами в каком-то орнаменте. Если к вам часто ходят
гости, и вы хотите, чтобы они быстрее уходили, то поклейте
оранжевые обои в прихожей.
Оранжевый обостряет аппетит и стимулирует работу пищевода. Оранжевый – лечебный цвет и полезный при любых неполадках с кишечником или с неисправным желудком. Он также
великолепен для иммунной системы и стимуляции метаболизма.
117
Оранжевый: мочеполовая система, надпочечники, печень,
иммунная система.
Желтый (Сосредоточенный желтый) – активный цвет, способствующий общению. Создает приподнятое настроение. Цвет
особенно подходит для окраски небольших помещений, особенно
с окнами на север. Стимулирует зрение и настроение. Самый веселый цвет. Прекрасен в детских комнатах, на кухне. В детской
можно сделать занавески желтого оттенка и предметы мебели.
Обои делать не стоит, так как будут сильно утомляться глаза.
Желтый цвет действует исцеляюще при кишечных расстройствах. Желтый очищает и удаляет из организма токсины.
Он также связан со стимуляцией ясности мозга, помогая сосредоточиться и способствуя концентрации. Если у вас проблемы с
тем, как пережить разорванные отношения, воспользуйтесь желтым цветом. Это также цвет отчужденности, он поможет видеть
вещи такими, какие они есть на самом деле.
Желтый: нервная система, пищеварение, сердцебиение.
Зеленый (Успокаивающий зеленый) – действует освежающе
и успокаивающе. Самый благоприятный цвет – цвет растительности. Повышает работоспособность, но полезен и при бессоннице.
Может быть использован для окраски любых помещений. Используется для лечения нервных заболеваний, истерии. Цвет психического равновесия. Зеленый цвет дает чувство уверенности.
Прекрасный цвет для рабочего кабинета и тех мест, где вы много
работаете. Он придает настойчивость и активность.
Зеленый цвет эффективен при лечении воспаления глаз. Он
превосходно помогает облегчить заболевания сердца и успокоить
головную боль. Он работает как детоксикатор и помогает регулировать кровяное давление и нервы. Если вы находитесь в стрессовом состоянии, то хорошо отдохнуть в «зеленой комнате». Он
также хорош для облегчения аллергии, снятии тревоги и для
стимулирования иммунной системы. Но зеленый цвет надо исключить, когда у вас имеется собственное иммунное заболевание, такое, как волчанка, поскольку он может способствовать
чувствительности иммунной системы.
Зеленый: легкие, кожа, руки, ладони, иммунная система.
Голубой (Холодный голубой) – вызывает ощущение прохлады и действует успокаивающе. Благоприятен для людей с по-
118
вышенной нервной возбудимостью. От него снижается тонус
мышц и кровяное давление. Голубой цвет пола создает ощущение
холода. Голубой – это цвет отдыха и развлечения, цвет, который
поможет вам расслабиться к концу дня. Доказано, что он понижает температуру тела до двух градусов. Цветотерапевты часто
используют голубой цвет для лечения воспалительных и вызванных стрессом заболеваний, таких, как псориаз, экзема, лихорадка
и головная боль. Голубой – подходящий цвет, чтобы его использовать в рабочей одежде. Он связан с лояльностью и свидетельствует о том, что вы спокойны и профессиональны.
Голубой: щитовидная железа, метаболизм.
Синий цвет (Успокаивающий синий) – придает «серьезность». Рекомендуется для окраски пола и небольших площадей
интерьера. Хорошо гармонирует с мебелью светлого тона. Полезен для лиц, страдающих сердечными заболеваниями. Темносиний цвет прекрасно подойдет для оформления гостиной, придавая ей значимость и вызывая чувство уверенности в себе. Синий цвет оказывает особое успокаивающее воздействие. Люди
умственного труда находят, что им легче работать в комнате с
синей лампой или синими шторами на окнах. Синий цвет должен
составлять основную гамму в тех местах, где вы отдыхаете и расслабляетесь.
Синий цвет «представляет» кости, особенно спинной хребет. Это также цвет интуиции. Если вы чувствуете неуверенность, хорошо использовать синий цвет. Он также поможет вам
успокоиться, если вы беспокоитесь. Если же вы в депрессии, он
может ухудшить настроение, и его лучше избегать. Синий цвет –
прекрасное средство при психозах. Этот цвет также полезен для
слабых глаз.
Синий: гипофиз, который управляет гормонами.
Фиолетовый цвет не столько успокаивает, сколько расслабляет, навевает грусть, печаль, тоску. Способен вызвать
сильную головную боль. Фиолетовый – это цвет неопределенного
настроения, стремления к согласию и гармонии. Если он вам нравится, то можете поместить его в спальне, это вызовет романтические чувства, особенно в сочетании с желтым. Небольшая картина в фиолетовых тонах на стене в комнате ребенка будет стимулировать его учебу.
119
Фиолетовый: шишковидная железа, которая контролирует
время в организме.
Коричневый цвет – вызывает чувство страха и безысходности. Используйте только в качестве элементов узора. Коричневое
дерево с четко видимой структурой древесины снижает свое
негативное воздействие. Коричневый цвет можно использовать в
гостиной, что придаст ей значимость. Хорошо подходит для
окраски полов и небольших деталей стен в солнечных комнатах
Черный цвет – создает различные негативные состояния,
беспокойство, нервозность. Черный цвет – если его много – производит угнетающее действие.
Серый цвет – действует нейтрально. В комбинации с
насыщенными тонами несколько смягчает их. Способен как бы
объединить все цвета интерьера. Серый цвет (различные его оттенки) сейчас принято использовать в оформлении офисов. К сожалению, он не способствует активной работе и вызывает беспокойство, тревогу, неуверенность. Для снятия отрицательного воздействия серого цвета нужно использовать побольше желтых
элементов декора.
Белый цвет – подчеркивает контрасты, придает обстановке
воздушность. Рекомендуется для окраски стен и потолка в слабоосвещенных помещениях, при этом пол надо стараться покрасить
темнее.
Эти характеристики справедливы для чистых тонов. Оттенки одного и того же цвета могут действовать на человека поразному.
Выбирая обои, цвет краски, нужно ориентироваться на следующие правила:
- комнату, обращенную на солнечную сторону, надо покрасить (или оклеить) в серо-голубые, зеленые тона;
- комнаты, в которые редко заглядывает солнце, требуют
желто-зеленого, желтого, оранжевого цвета;
- светлая, но маленькая комната будет казаться больше, если ее стены будут голубоватыми – холодные тона «раздвигают»
стены комнаты;
- крупный яркий рисунок обоев скрадывает объем;
- в маленьких комнатах рисунок на стенах должен быть незаметным;
120
- обои в вертикальную полоску способны как бы приподнять потолки, так как глаз скользит по вертикали и создается
впечатление высоты;
- узкая и длинная комната с окном, расположенном в дальнем конце, будет визуально исправлена, если ее торцевые стены
окрасить в более темные тона, а боковые – в светлые;
- ниши и выступы нужно окрасить так, чтобы они воспринимались как детали интерьера, например, цветом, контрастирующим со стенами;
- при окраске туалетов, прихожих, кладовок нужно учитывать влияние электрического освещения, которое изменяет цвет
красок: красный тускнеет, оранжевый рыжеет, голубой становится серо-зеленым, коричневый розовеет;
- если комнату окрасить в желтый цвет, то будет создаваться впечатление, что комната стала меньше, но солнечнее (это
объясняется способностью теплых цветов как бы приближаться к
зрителю, а холодные цвета как бы удаляют от нас стены комнаты, поэтому она становится просторнее, но прохладнее);
- если в очень высокой комнате потолок окрасить в теплый
цвет, а стены – в холодный, то комната будет казаться ниже;
- насыщенные яркие тона в большом количестве быстро
утомляют;
- при подмешивании красок в основной цвет его психологическое действие меняется: при добавлении серой краски, получаем новый тон, при подмешивании белой – оттенок;
- большие поверхности нужно выдерживать в нейтральных
тонах: самые безопасные – кремовый и бежевый; близкие к ним
цвета (ржавчины, опавших листьев, песочно-желтый) создадут
атмосферу уюта и покоя;
- не стоит увлекаться белым – это дает ощущение стерильности и больничности и черным, который действует угнетающе;
- не должны находиться рядом более двух ярких предметов
или поверхностей.
Какими соображениями надо руководствоваться, выбирая
цвет для комнат?
Прихожая. Часто на эту часть жилища мало обращают
внимания – ее убранство несет только функциональную нагрузку.
Главное: немарко и практично. Но, заходя в дом, нужно поднять
121
настроение, набраться сил, разобрать сумки, приготовить еду для
семьи. Для этого подойдут яркие цвета. Прихожая – это единственное место в квартире, где рекомендуются резкие контрасты
и даже темные цвета. Красный, оранжевый, желтый (обои, коврик, декоративные украшения) помогут благоприятно воздействовать на самочувствие.
Кухня-столовая. Нужно использовать свойства желтого и
оранжевого цветов, чтобы возбуждать аппетит и стимулировать
пищеварение. Яркие, жизнерадостные тона: желтые, желтозеленые. Допустим в оформлении мелкий тематический рисунок.
Самый «несъедобный цвет» – синий. Даже цвет холодильника
имеет значение: желтый и красный – улучшают аппетит, черный,
зеленый, синий – снижают. Если кухня маленькая – поможет
светло-зеленый цвет: он оказывает влияние на восприятие формы
и пространства, зрительно увеличивает объемы. Но нельзя смешивать его с желтым цветом – это сочетание может вызвать тошнотворную реакцию.
Гостиная. Рекомендуется использовать для оформления
гостиной цвета радости и веселья: желтые, оранжевые, красные.
Сидеть в красном кресле теплее, чем в белом, оранжевый плед
согреет быстрее, чем зеленый. Стены должны быть светлыми,
возможно с декоративным, но абстрактным рисунком. Необходимо учитывать, что цвет стен играет роль фона для оттенки
цвета мебели и должен быть сходен с обивкой мебели, но более
светлого тона. Хорошим сочетанием для гостиной является серый
и зеленый.
Спальня. В ней должна быть атмосфера покоя и удовлетворенности. Лучше всего для расслабления подходят оттенки синезеленого и сине-лиловой гаммы. Синие шторы и напольное покрытие настроят на безмятежный отдых. Рисунок не должен обращать на себя внимание. Голубизна может создать ощущение
свежести и действовать усыпляюще, но если ее много, то она может вызвать скуку. Зато сон на небесно-голубых простынях  самый сладкий и спокойный. Усыпит и фиолетовое постельное белье. Для создания интимной обстановки пригодно ярко-розовое
постельное белье.
122
Детская (маленький ребенок). Дети воспринимают цвета
несколько иначе, чем взрослые. Лучше всего они реагируют на
однотонные нежные тона: розовый, салатный, желто-зеленый,
хорошо смотрится сочетание белого и серого с оранжевым, темно-синим и красным. Но цвет не должен быть сильно насыщенным, чтобы не утомлять ребенка. Не рекомендуется использовать
для орнаментов страшные рисунки. Вообще, не рекомендуют
оклеивать стены обоями с рисунком – статические фигурки на
светлом фоне раздражают малышей. Мебель лучше поставить
светлую. Лучше менять обои как можно чаще.
Детская (подросток). Рекомендуется серый классический
нейтральный цвет. Он отражает все цвета, является прекрасным
фоном для мебели. Серые ковер, покрывала, шторы создадут
творческую, нестандартную атмосферу. Дополнительный цвет –
желтый (цвет знаний). Он стимулирует вдохновение, принятие
разумных решений, укрепляет нервы, улучшает умственные способности.
Кабинет. Лучше всего кабинет оформить в скромный
нейтральный цвет: лучше зеленый, но можно использовать и коричнево-зеленые тона. Рекомендуется избегать синего и голубого
цвета, иначе работающего будет клонить ко сну.
Ванная комната. Лучшие цвета – бирюзовый и голубой,
они создают ощущение свежести и прохлады. Мебель можно в
ванной поставить белого цвета. В качестве цветового акцента подойдет оранжевый или желтый. Ярко оранжевый коврик согреет
ноги. Желтые шторы и полотенца позволят быстрее проснуться.
А что делать, если в квартире нет семи отдельных комнат,
а имеется лишь одна комната, служащая и спальней, и детской, и
кабинетом?
В такое квартире нужно избегать при цветовом оформлении темных и слишком ярких тонов, крупного рисунка – они
уменьшают комнату. Предпочтение отдается светлым пастельным тонам.
Полы должны быть одного цвета. Паркет не оказывает влияния на цветовой климат, он нейтрален, а линолеум и ковролин
надо подбирать в тон к стенам: золотистые стены гармонируют с
оранжево-коричневым полом, а голубые стены – с серо-синим.
123
Контрольные вопросы к теме №4
1. Какие основные функции в организме человека позволяет
поддерживать солнечное излучение?
2. Что обозначает термин «длительность инсоляции»?
3. От каких величин зависит к.е.о.?
4. Постоянен ли к.е.о. для конкретной точки помещения в
разные дни суток, года?
5. Как определить световой коэффициент? Что он характеризует?
6. Может ли световой коэффициент быть равен нулю? Отрицательной величине?
7. От чего зависит величина светового коэффициента?
8. Чему равен коэффициент заложения?
9. Чем отличается угол падения от угла отверстия?
10. Угол отверстия равен одному градусу. Достаточная ли
естественная освещенность такого помещения?
11. Что характеризует угол отверстия?
12. Может ли угол падения быть меньше угла отверстия? А
наоборот?
13. Почему не рекомендуется красить потолок в черный
цвет?
14. Достаточно ли одной лампочки накаливания мощностью
100 Вт для освещения комнаты 20 кв. м (напряжение 220 В)?
15. Почему спальню не рекомендуют окрашивать в оранжевый цвет?
124
5 ПРИРОДНАЯ СРЕДА
5.1 Природные условия, влияющие на живые
организмы
Живые организмы (включая человека) не могут жить изолировано от окружающей природной среды. Компонентами внешней среды, влияющими на жизнедеятельность организмов, являются вода, воздух, почва, продукты питания, природные условия,
люди и животные, результаты деятельности человека и др. Некоторые компоненты являются экологическими факторами для
конкретной группы организмов.
Экологические факторы – это те внешние воздействия
окружающей среды (ОС), которые вызывают ответную реакцию организма, вплоть до полного исчезновения (гибели) вида.
Безразличные для одной группы организмов внешние воздействия могут оказаться экологическими факторами для других
организмов.
В качестве примера можно рассмотреть содержание в воздухе серного ангидрида (SО2). В результате взаимодействия с парами воды в воздухе он создает условия для формирования «кислотных дождей». Подкисление водных экосистем вызывает ответную реакцию живых водных организмов (вплоть до их гибели). Т.е. SО2 – это экологический фактор для водных обитателей. В то же время на человека как на организм кислотный
дождь практически не действует. Однако в будущем он может
сказаться на снижении запасов растительной и животной пищи,
тогда он станет экологическим фактором и для человека.
Экологический фактор называется ведущим, если его изменение вызывает смену биоценозов (экологических сообществ).
Так, ведущим фактором является температура, изменение которой приводит к смене природных зон: от тропической до полярной.
На рис. 5.1 приведена типичная зависимость качества жизни от значения экологического фактора. На этой зависимости выделяются две характерные зоны: зона оптимума и зона угнетения
(пессимума).
125
Жизнедеятельность
жизнедеятельности
Рис. 5.1 – Зависимость качества жизни организма
от интенсивности действия факторов
Благоприятный диапазон воздействия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения (пессимум). Максимально и минимально переносимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых существование
организма или популяции уже невозможно. Если изменение фактора превысит минимум или максимум для организмов, то наступает массовая гибель.
Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые организмы.
Для жизни организмов необходимо определенное сочетание
условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим
для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает или,
как говорят, «лимитирует» развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором. Первоначально было установ-
126
лено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток
какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги,
света и т.п. В середине XIX века немецкий химик-органик Юстас
Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом
минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха:
«Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и
определяется величина, и устойчивость последнего во времени».
В настоящее время толкование этого закона расширили,
распространив на все живые организмы. В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма
определяется самым слабым звеном в цепи его экологических
потребностей.
Однако, как выяснилось позже, лимитирующим может быть
не только недостаток, но и избыток фактора, например, гибель
урожая из-за дождей, перенасыщение почвы удобрениями и т.п.
Понятие о том, что наравне с минимумом лимитирующим фактором может быть и максимум, ввел спустя 70 лет после Ю. Либиха
американский зоолог В. Шелфорд (1913 г.), сформулировавший
закон толерантности (толерантность с латыни – «терпение»). У
каждого организма существуют верхняя и нижняя границы амплитуды допустимых колебаний факторов, в которых организм
может существовать.
Чем шире границы амплитуды допустимых колебаний
факторов, тем выше устойчивость организма, тем он толерантней (т.е. более устойчивый к воздействию неблагоприятных факторов).
Из закона толерантности ученые сделали несколько выводов:
- организмы могут иметь широкий диапазон толерантности
в отношении одного фактора и узкий в отношении другого;
- организмы с широким диапазоном толерантности по всем
факторам наиболее широко распространены на Планете;
- если уровень одного экологического фактора выходит за
границы диапазона толерантности, то может измениться диапазон толерантности и по другим факторам;
- пользоваться оптимальными условиями среды часто организмам мешают внутривидовые отношения;
127
- период размножения является критическим, так как многие факторы среды становятся лимитирующими.
Еще один закон – закон квантитативной компенсации
означает: количественные значения в ходе различных явлений
на очень больших территориях стремятся сохранять постоянные значения.
Т.е., согласно закону, биосфера стремится поддерживать
средние значения на больших территориях. Знание этого закона
позволяет прогнозировать развитие биосферы и ее компонентов.
Это давно использовали в народных предсказаниях: если зима
теплая, то лето будет прохладным; если где-то засуха, то в другой
местности могут пройти обильные дожди; если где-то неурожай,
то это компенсируется небывало высоким урожаем в другом месте. Закон квантитативной компенсации позволяет не опасаться
гибели современной цивилизации от географических причин.
Биосфера уравновесит любые возмущения и сохранит
жизнь на Земле!
Но! Это возможно лишь в случае, если человек не будет
вносить негативных возмущений. Антропогенные факторы
настолько сильны, что полностью подавляют функции саморегуляции биосферы.
5.2 Понятие экологической ниши живого организма
Американский ученый В. Шелфорд, доказавший, что не
только недостаток, но и избыток определяют жизнеспособность
организма (например, избыток ртути в организме человека влечет
заболевание вплоть до летального исхода; недостаток тепла,
равно как и его избыток – причина гибели живого), ввел понятие
«лимитирующего фактора», а выведенное им правило назвали
«закон лимитирующего фактора». Этот закон используется в
природоохранных мероприятиях. Из этого закона вытекает важное для живых организмов понятие: «экологическая ниша жизненной формы».
Любой живой организм приспособлен к определенным
условиям окружающей среды. Выход за ее границы подавляет
жизнедеятельность этого организма и может вызвать гибель.
128
Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования вида и его функциональные характеристики, представляет собой экологическую нишу.
Экологическая ниша включает в себя:
- положение вида в пространстве;
- функциональную роль вида в сообществе;
- абиотические условия его существования.
Образно говоря, если место обитание – это как бы адрес организмов данного вида, то экологическая ниша – это профессия,
роль организма в месте его обитания.
Экологическая ниша – это совокупность условий жизни
экологической системы, предъявляемых среде видом.
Графической моделью экологической ниши может служить
часть многомерного пространства в координатах факторов.
Например, для нормального существования вида необходимы
определенный уровень атмосферного давления (Р), температуры
(Т) и влажности (V). Моделью экологической ниши в этом случае
является параллелепипед (рис. 5.2). В реальных случаях моделью
экологической ниши является многомерный параллелепипед. Если
вследствие каких-либо процессов изменятся фактические параV
Экологическая ниша в пространстве
трех параметров среды: температуры,
давления и влажности
Экологическая ниша в пространстве
двух параметров среды: температуры
и давления
P
T
Рисунок 5.2 – К определению экологической
ниши жизненной формы
129
метры среды и значения их выйдут за границы ниши, для организма возможны два исхода:
1) организм должен погибнуть и его место займет более
пластичный вид;
2) организм попробует приспособиться к изменениям среды.
Существует ряд правил, вытекающих из понятия «экологическая ниша».
1. Правило географического оптимума.
В центре экологической ниши обычно существуют оптимальные для вида условия существования, ухудшающиеся к
периферии области обитания вида.
Природа очень экономна: даже два вида, занимающих одну
и ту же экологическую нишу, не могут устойчиво существовать.
В конкурентной борьбе один вид вытеснит другой.
2. Правило Гаузе.
Два вида живых организмов не могут существовать на
одной и той же территории, если их экологические потребности одинаковы или, говоря иными словами, они занимают
одну экологическую нишу. Совместной жизни не выходит.
Природа нашла мудрое «решение». Она разобщила или
«оформила развод» животных, насекомых с одинаковыми экологическими свойствами в пространстве или во времени. Они приспособились жить в разных биотопах, ярусах леса. Так, медведи
разделились на несколько подвидов: бурый медведь живет в лесах, белый – во льдах Арктики, а австралийский коала – на деревьях. Среди зверей, птиц, насекомых с идентичными экологическими потребностями одни ведут ночной или сумеречный (скажем, барсук), другие – дневной образ жизни (например, медведь).
Если в природе создается ситуация, когда жестко ограничиваются возможности пространственно-временного разобщения (нет
условий для «развода»!), один из видов формирует для себя новую экологическую нишу либо исчезает. В свете этих закономерностей становится ясно, почему редкими стали, например, барсуки.
3. Правило естественности.
В отношении людей к природе противоборствует два начала, два подхода – «жесткий» и «мягкий». Сколько лет нам внушали все учебники: «Покорять природу – наша задача». А ведь по-
130
коряют только врагов. Природа же – не враг наш, а дом, в котором мы живем. Старательный, рачительный хозяин – и дом хорош. В доме возникает бедлам, поселяются скука и хаос, если хозяин – лодырь и расточитель.
«Жесткое» отношение к природе, перегрузка экосистем и
всей биосферы чреваты цепными природными реакциями и
даже деградацией природы.
В силу этого любые управленческие решения типа переброски вод (каналы), мелиорация, рубка леса, орошение больших
территорий, химическая обработка лесов и посевов должны проводиться в жизнь с точным расчетом и с величайшей осторожностью и осмотрительностью. Кроме трагических результатов
«жесткое» управление природой оборачивается еще и колоссальными экономическими потерями, ибо связано оно с большими
затратами на строительство и содержание технических природоохранительных систем.
4. Правило обязательного заполнения экологических ниш.
Экологическая ниша как функциональное место вида в системе жизни не может долго пустовать – об этом говорит правило
обязательного заполнения экологических ниш.
Пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена.
Экологическая ниша как функциональное место вида в экосистеме позволяет форме, способной выработать новые приспособления, заполнить эту нишу, однако иногда это требует значительного времени. Нередко кажущиеся человеку пустующие экологические ниши – лишь обман. Поэтому человек должен быть
предельно осторожен с выводами о возможности заполнения этих
ниш путем акклиматизации (интродукции). Расцвет акклиматизаторства пришелся на двадцатые – сороковые годы двадцатого
столетия. Однако по прошествии времени стало очевидно, что
либо опыты акклиматизации видов были безуспешны, либо, что
хуже, принесли весьма негативные плоды – виды стали вредителями или распространяли опасные заболевания. Например, с акклиматизированной в европейской части дальневосточной пчелой
были занесены клещи, явившиеся возбудителями заболевания
варроатоза, погубившего большое число пчелосемей. Иначе и не
могло быть: помещенные в чужую экосистему с фактически за-
131
нятой экологической нишей новые виды вытесняли тех, кто уже
выполнял аналогичную работу. Новые виды не соответствовали
нуждам экосистемы, иногда не имели врагов и поэтому могли
бурно размножаться.
Классическим примером тому является интродукция кроликов в Австралию. В 1859 году в Австралию из Англии для спортивной охоты завезли кроликов. Природные условия оказались
для них благоприятными, а местные хищники – динго – не опасными, так как бегали недостаточно быстро. В результате кролики
расплодились настолько, что на обширных территориях уничтожили растительность пастбищ. В некоторых случаях введение в
экосистему естественного врага заносного вредителя приносило
успех в борьбе с последним, но здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд. Завезенный враг совершенно необязательно сосредоточится на истреблении своей привычной добычи.
Например, лисы, завезенные в Австралию для уничтожения кроликов, нашли в изобилии более легкую добычу – местных сумчатых, не доставляя запланированной жертве особых хлопот.
5.3 Экологические факторы человека
Экологическими факторами человека является любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние
на организм, хотя бы на протяжении одной из фаз его развития.
Экологические факторы делятся на категории: абиотические –
факторы неживой природы; биотические – факторы живой природы и антропогенные факторы – факторы, связанные с деятельностью человека.
Абиотические факторы:
1) климатические – свет, температура, влага, движение воздуха, давление, космическая и солнечная радиация и др.;
2) эдафогенные (эдафос – почва) – механический состав,
влагоемкость, плотность, гранулометрия, минеральный состав и
др.;
3) орографические – рельеф почвы, высота над уровнем моря, экспозиция склона;
132
4) химические – газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрации веществ в пищевых продуктах, состав почвенных растворов и др.
Биотические:
1) фитогенные – влияние растительных организмов;
2) зоогенные – влияние животных;
3) микробиогенные – влияние вирусов, бактерий, риккетсий.
Антропогенные:
1) влияние на человека атмосферы, нарушенной человеком;
2) влияние водной среды, нарушенной человеком;
3) влияние почвы, нарушенной человеком;
4) влияние флоры и фауны;
5) влияние человека на человека.
5.3.1 Основные абиотические факторы воздушного
бассейна
1. Поступающая от Солнца лучистая энергия (солнечная
радиация). Движущей силой в любой материальной системе
служит энергия. Жизнедеятельность живых организмов невозможна без постоянного притока энергии извне. В экосистемы она
поступает главным образом от Солнца. Растения за счет содержащегося в них пигмента хлорофилла улавливают энергию излучения Солнца и используют ее для синтеза основы любого органического вещества – глюкозы C6H12O6. Это есть процесс фотосинтеза:
свет
6СО2  Н 2О солнечный

С6 Н12О6(глюкоза)  О2 
Излишек атомов кислорода выделяется в атмосферу в газообразной форме. Кинетическая энергия солнечного излучения
преобразуется таким образом в потенциальную энергию, запасенную глюкозой. Из глюкозы вместе с получаемыми из почвы
минеральными элементами питания – биогенами – образуются
все ткани растительного мира – белки, углеводы, жиры, липиды,
ДНК6, РНК7, то есть органическое вещество планеты.
6
7
ДНК  дезоксирибонуклеиновая кислота.
РНК – рибонуклеиновая кислота.
133
Вращение Земли вокруг своей оси приводит к неравномерному распределению энергии Солнца, его теплового излучения. В
связи с этим атмосфера над сушей и океаном нагревается неодинаково, а различия в температуре местности и давлении вызывают перемещения воздушных масс, изменение влажности воздуха,
что влияет на ход химических реакций, физических превращений
и прямо или косвенно – на все биологические явления (характер
расселения жизни, биоритмы и т.п.). Солнечная радиация распространяется в виде электромагнитных волн со скоростью 300 тыс.
км/с. 99% ее составляют лучи с длиной волны 0,17–4,0 мкм, из
них 48% – видимая часть спектра (0,4–0,76 мкм), 45% – инфракрасная (0,75 мкм –10–3 м) и 7% – ультрафиолетовая (менее
0,4 мкм). Наиболее важная для человека часть – инфракрасная и
видимая части спектра.
Количество энергии, подходящей к Земле, практически постоянно: 211023 кДж в год. Эту величину называют солнечной
постоянной. Чаще эту характеристику выражают в количестве
джоулей, приходящихся на 1 см2 земной поверхности, в единицу
времени. Ее среднее значение на Планете равно 0,14 Дж/см2 в секунду. Солнечная энергия поглощается и отражается земными
предметами. Земная атмосфера, включая озоновый слой, избирательно по частотным диапазонам поглощает энергию электромагнитного излучения Солнца, и до поверхности Земли доходит в
основном излучение с длиной волны от 0,3 до 3 мкм.
Прошедшее атмосферу солнечное тепло нагревает непосредственно воздух только на 0,2–0,5˚С за день в зависимости от
количества водяных паров и загрязнения атмосферы. Много солнечной радиации поглощается или отражается назад от облаков.
Склоны, ориентированные на юг, поглощают больше тепла, чем
горизонтальная поверхность и, особенно, чем северные склоны.
Вогнутые поверхности поглощают больше тепла, чем плоские
или выпуклые. Песок отражает около 20% достигающей его радиации. Снег и лед отражают от 40% до 90%, а темные поверхности, такие как асфальтовые площадки или вспаханные поля,
только 10–15%. Вся радиация, которая поглощается поверхностью, включается в процесс нагрева. Некоторое количество тепла
распространяется вглубь земли, остальное работает на нагрев ат-
134
мосферы. Часть тепла идет на нагрев воды, которая также позже
отдает его в атмосферу. Естественно, что наибольшее количество
тепла получают районы, близкие к экватору.
2. Освещенность земной поверхности.
Освещенность
определяется продолжительностью и интенсивностью светового
потока, падающего на поверхность Земли, и зависит от смены
светлой и темной частей суток. Продолжительность светового
дня, или фотопериод, является «реле времени» или пусковым механизмом, включающим последовательность физиологических
процессов, приводящих к росту, цветению многих растений,
линьке и накоплению жира, миграции и размножению у птиц и
млекопитающих. Продолжительность светового дня зависит от
географической широты. Как проявление приспособительных реакций на смену дня и ночи у животных и человека наблюдается
суточная ритмичность интенсивности обмена веществ, частоты
дыхания, сердечных сокращений и уровня кровяного давления,
температуры тела, клеточных делений и т.д. У человека выявлено
более ста физиологических процессов биоритмического характера, благодаря которым у здоровых людей наблюдается согласованность различных функций. Исследование биоритмов имеет
большое значение для разработки мер, облегчающих адаптацию
человека к новым условиям при дальних перелетах, переселении
людей в районы Сибири, Дальнего Востока, Севера, Антарктиды.
Для человека видимый свет – источник жизненной энергии,
стимулятор выработки гормонов и регулятор биоритмов. Инфракрасный свет – источник тепла. Ближний ультрафиолетовый –
защита от болезнетворных бактерий.
3. Влажность атмосферного воздуха. Вода – главный
компонент живых организмов. Растения состоят из 70–90% воды;
медуза – 98%; рыба – 70%; млекопитающие (в том числе и человек) – 63–68%.
Влажность воздуха определяется количеством в нем водяного пара. Содержание водяного пара в воздухе напрямую зависит
от температуры: чем выше температура, тем большее количество
водяного пара в нем может содержаться. Количество содержащейся в воздухе влаги характеризуется двумя величинами – относительной и абсолютной влажностью. Абсолютная влажность показывает, сколько граммов водяного пара содержится в
135
одном кубическом метре воздуха. Несмотря на свою наглядность,
абсолютная влажность не дает представления о том, насколько
воздух сух. Для определения сухости воздуха используется понятие относительной влажности, которая показывает, насколько
воздух далек от насыщения водяным паром: при 100-процентной
относительной влажности вода перестает испаряться и пар начинает конденсироваться в виде тумана.
 Абсолютная влажность – масса водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха (кг/м3).
 Относительная влажность – отношение абсолютной
влажности к ее максимальному значению при данной температуре. При 100% относительной влажности в воздухе (максимальный предел) может произойти конденсация водяных паров с образованием тумана, выпадением воды.
 Температура, при которой происходит конденсация паров
воды, называется точкой росы.
 Разность между максимальным пределом и реальной
насыщенностью называется дефицитом влажности.
Оптимальная для человека влажность 40–60%. Чем выше
дефицит влажности, тем суше и теплее, чем ниже – тем холоднее
и более сыро. Повышение дефицита влажности приводит к усиленному плодоношению у растений и даже к интенсивному размножению (вспышкам деторождаемости) у животных. На анализе этого фактора основаны многие способы прогнозирования
численности особей в мире живых организмов. Приспосабливаясь к условиям водного голода, растения адаптируются, сокращают листовую поверхность, сбрасывают листву полностью,
увеличивают толщину защитной пленки листьев, листья приобретают сильную опушенность.
Для человека важна именно относительная влажность, поскольку от нее зависит интенсивность испарения влаги с кожи
человека, со слизистых и т.п. Что же происходит с влажностью
воздуха зимой?
Относительная влажность наружного воздуха в зимний период может быть вполне нормальной – 60–80%. В то же время
абсолютная влажность будет низкой, поскольку холодный воздух
не может содержать большое количество водяного пара. При
136
проветривании теплого помещения холодный воздух с низким
содержанием влаги попадает внутрь и нагревается. При этом количество водяного пара в воздухе (абсолютная влажность) не изменяется. Поскольку теплый воздух мог бы содержать значительно больше водяного пара, чем холодный, то относительная
влажность резко снижается. Таким образом, зимой в отапливаемых помещениях относительная влажность воздуха понижается в
2–2,5 раза (до 20–35% при норме 40–60%). Пониженная влажность приводит к рассыханию мебели и других деревянных
предметов, у людей начинает шелушиться кожа, пересыхают слизистые оболочки рта и носа, делая человека более восприимчивым к любой инфекции.
Влажность влияет на то, как комфортно чувствует себя человек в данный момент времени. Дело в том, что наличие влаги в
воздухе резко меняет его теплопроводность и теплоемкость. Поэтому жара и холод в условиях большой влажности переносятся
значительно тяжелее. Зимой при большой влажности человек
сильнее мерзнет, а обморожения могут наступить уже при +4ºС.
В жарком, тропическом климате выделяемый человеческим организмом пот из-за большой влажности воздуха не может эффективно испаряться и снижать температуру тела. Это приводит к
большим водопотерям и нарушению терморегуляции организма и
перегреву.
4. Осадки. Осадки – это результат конденсации водяных паров: роса, туман, при низких температурах – снег, иней. По количеству осадков выделяют гумидные (влажные) и аридные (засушливые) зоны. Максимум осадков наблюдается в зоне тропических лесов, а минимум – в пустынях тропического пояса. Зоны, где количество осадков менее 250 мм в год, считаются засушливыми.
Рекордный уровень осадков – 1870 миллиметров за сутки
(что составляет более 18 тысяч тонн на гектар земли) – наблюдался 15 марта 1952 года на острове Реюньон в Индийском океане. За календарный месяц выпало 9300 миллиметров осадков –
этот рекорд принадлежит местечку Черапунджи в Индии. Этому
же местечку принадлежит и «дождевой рекорд» за год – 26460
миллиметров.
137
В близи Каламы в пустыне Атакама (Чили) выпадает в
среднем за год нулевое количество осадков. Атакама переживала
засуху на протяжении 400 лет – тоже рекорд. Она закончилась в
1971 году.
Рекордные по величине градины весом более 1 килограмма,
выпавшие 14 апреля 1986 года в Бангладеш, явились причиной
смерти 92 человек. Они достигали 19 сантиметров в диаметре и
44,45 сантиметра в окружности.
5. Газовый состав атмосферы. Газовый состав атмосферы
также является важным экологическим фактором. Примерно 3–
3,5 млрд. лет назад атмосфера Земли содержала азот, аммиак, водород, метан и водяной пар, а свободный кислород в ней отсутствовал. Состав атмосферы в значительной степени определялся
вулканическими газами. Из-за отсутствия кислорода не существовало озонового экрана, задерживающего ультрафиолетовое
излучение Солнца. С течением времени за счет абиотических
процессов в атмосфере планеты стал накапливаться кислород,
началось формирование озонового слоя.
Состав атмосферного воздуха в настоящее время относительно постоянен. Соотношение газов в атмосферном воздухе
следующее: 78,8% – азот; 20,95% – кислород; 0,93% – аргон;
0,03% – углекислый газ. На остальные вещества – неон, гелий,
метан, водород, угарный газ, озон в сумме приходится 0,1%. 50%
всей массы газов сосредоточено в 5-километровом нижнем приземном слое.
Важнейшим элементом атмосферного воздуха является
азот, он участвует в образовании белковых структур. Кислород
обеспечивает окислительные процессы в живых тканях. Диоксид
углерода – демпфер солнечного излучения. Озон – экран по отношению к ультрафиолетовой части солнечного спектра. Концентрация кислорода наибольшая у поверхности земли и с высотой снижается, поэтому животные для адаптации к высоте стали
повышать количество гемоглобина в крови, а растения – хлорофилла в листьях [4]. В середине ХIХ века постоянство химического состава атмосферы стало нарушаться из-за деятельности
человека. Увеличилось количество угарного газа, появились фреоны, пары кислот, аэрозоли тяжелых металлов. Наиболее чувствительными к вредным газам оказались хвойные породы, менее
138
восприимчивы лиственные породы, мхи, лишайники. В пределе,
вокруг индустриальных центров в скором будущем могут образоваться лишайниковые пустыни.
6. Температура на поверхности Земного шара. По сравнению со всеми абиотическими факторами температура имеет
наибольшее значение для человека. Количество тепла, падающего на горизонтальную поверхность Земли, пропорционально синусу угла стояния солнца над горизонтом. Поэтому существуют
суточные и сезонные колебания температуры.
Температура оказывает регулирующее влияние на многие
процессы жизни растений и животных, изменяя интенсивность
обмена веществ. Активность клеточных ферментов лежит в пределах от +10 до +40°С, при низких температурах реакции идут
замедленно, но при достижении оптимальной температуры активность ферментов восстанавливается. Пределы выносливости
организмов в отношении температурного фактора для большинства видов не превышают 40 – 45°С, пониженные температуры
оказывают менее неблагоприятное воздействие на организм, чем
высокие. Нижний предел связан с переходом воды в твердое состояние; верхний – со свертываемостью белка. Жизнедеятельность организма осуществляется в пределах от –4 до +45°С. Однако небольшая группа низших организмов способна обитать в
горячих источниках при температуре 85°С (серные бактерии,
сине-зеленые водоросли, некоторые круглые черви). Многие
низшие организмы легко выдерживают очень низкие температуры (их устойчивость к замерзанию объясняется высокой концентрацией солей и органических веществ в цитоплазме).
У каждого вида животных, растений и микроорганизмов
выработались необходимые приспособления как к высоким, так и
к низким температурам. Так, многие насекомые при наступлении
холодов скрываются в почве, под корой деревьев, в трещинах
скал, лягушки зарываются в ил на дне водоемов, некоторые
наземные животные впадают в спячку и оцепенение. Приспособление от перегрева в жаркое время года у растений выражается в
увеличении испарения воды через устьица, у животных – в виде
испарения воды через дыхательную систему и кожные покровы.
Животные, не обладающие системой активной терморегуляции
(холоднокровные, или пойкилотермные), колебания внешней
139
температуры переносят плохо, поэтому их ареалы на суше относительно ограничены (амфибии, рептилии). С наступлением холодов у них снижается обмен веществ, потребление пищи и кислорода, они погружаются в спячку или впадают в состояние анабиоза (резкое замедление жизненных процессов при сохранении
способности к оживлению), а при благоприятных погодных условиях пробуждаются и снова начинают активную жизнь. Споры и
семена растений, а среди животных – инфузории, коловратки,
клопы, клещи и др. – могут много лет находиться в состоянии
анабиоза. Млекопитающие и птицы переносят неблагоприятные
условия в активном состоянии, пользуясь убежищами, поэтому
они в меньшей степени зависят от окружающей среды. В период
чрезмерного повышения температуры в условиях пустыни животные приспособились переносить жару путем погружения в
летнюю спячку. Растения пустынь и полупустынь весной за
очень короткий срок завершают вегетацию и после созревания
семян сбрасывают листву, вступая в фазу покоя (тюльпаны, мятлик луковичный, иерихонская роза и др.).
Для животных оптимум температуры + 18–29°С.
Животные, имеющие постоянную температуру, называются
теплокровными. Они живут за счет активного обмена веществ и
термоизоляции тела (мех, перья, одежда). К ним относится и человек.
Среди теплокровных животных прослеживается связь между географическим распространением и их морфологическими
приспособлениями, которые сформулированы в виде правил.
Правило Бергмана (1847): животные одного вида в более
холодных областях имеют более крупные размеры (белый медведь – 1000 кг, бурый – 750 кг, гималайский – 65 кг).
Суть правила. Теплопродукция (выделение тепла клетками
организма) пропорциональна объему тела. Теплоотдача (потеря тепла, его передача в окружающую среду) пропорциональна площади
поверхности тела. С увеличением объема площадь поверхности растет относительно медленно, что позволяет увеличить отношение
«теплопродукция/теплоотдача» и, таким образом, компенсировать
потери тепла с поверхности тела в холодном климате.
Математическая иллюстрация правила Бергмана (рис. 5.3).
140
Представим себе двух животных, имеющих тело в виде правильных
кубов со сторонами а у первого и 2а – у второго животного.
Таким образом, отношение V (фактически – отношение
S
теплопродукции к теплоотдаче!) у второго животного в два раза
больше, что делает второе животное более приспособленным к
условиям холодного климата.
S1 = 6 a2
S2 = 6 (2a)2 =
=24 a2
V1 = a3
V2 = (2a)3 =
=8 a3
T1 = V1 / S1 =
=a3/ 6 a2 =
=a/6
T2 = V2 / S2=
= 8a3/ 24 a2 =
=a / 3
Рисунок 5.3  Математическая иллюстрация правила Бергмана
Правило Аллена (1877): выступающие части тела у теплокровных животных (уши, хвосты, лапы) тем короче, а тело
тем массивнее, чем холоднее климат.
Тонкие выступающие части тела, имеющие небольшой объем, но большую площадь поверхности, увеличивают теплоотдачу, т.е. ведут к значительной потере тепла организмом.
Пример правила Алена: лисица Сахары – фенек – имеет
длинные конечности и уши, лиса умеренных широт более приземиста, а песец (живет в холодной местности) имеет маленькие
уши и короткую морду.
Правило Глогера (1833). Виды животных, обитающих в
теплых и влажных зонах, имеют более интенсивную пигментацию тела, чем обитатели холодных и сухих областей.
Географические расы животных в теплых и влажных регионах пигментированы сильнее (т.е. особи темнее), чем в холодных
и сухих. В сильно загрязненных местах наблюдается так называемый индустриальный меланизм – потемнение животных. Физиологический смысл правила Глогера неясен, т.к. правило распространяется даже на виды, ведущие ночной образ жизни.
141
7. Давление атмосферы. Атмосферное давление – давление
атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха с основанием,
равным единице площади. С высотой атмосферное давление
убывает.
Показателем давления служит высота ртутного столба в мм,
уравновешиваемого давлением воздуха. В системе СГС атмосферное давление измеряется в миллибарах (мбар), в системе СИ – в
гектопаскалях (гПа).
При повышении температуры воздух расширяется и конвективно поднимается, а давление падает. При уменьшении температуры воздух сжимается, становится более плотным, а давление
растет.
Распределение атмосферного давления по земной поверхности обусловливает движение воздушных масс и атмосферных
фронтов, определяет направление и скорость ветра.
Барические системы – совокупность областей пониженного или повышенного давления в атмосфере. Различают барические системы с замкнутыми (циклоны и антициклоны) и незамкнутыми (ложбины, гребни) границами. По размерам барические системы сравнимы с материками и океанами или их крупными частями.
Барические системы непрерывно перемещаются, меняют
свои размеры, возникают и исчезают. С барическими системами
связаны системы ветров, распределение температуры, облачности, осадков, самочувствие людей и т.д.
Прибор для измерения атмосферного давления – барометр. В
ртутном (жидкостном) барометре атмосферное давление измеряется по высоте столба ртути в запаянной сверху трубке, опущенной
открытым концом в сосуд с ртутью. Ртутные барометры – наиболее точные приборы, ими оборудованы метеорологические станции и по ним проверяется работа других видов барометров – анероида и гипсотермометра.
Нормальное атмосферное давление – давление всего столба
атмосферы на уровне моря и географической широте 45 град. За
нормальное давление принимают 760 мм рт. столба (1013 мбар,
101,3 кН/кв.м). При расчетах в динамической метеорологии за
142
нормальное давление обычно принимается 1000 мбар. На человека обычных размеров, в среднем, давит столб атмосферного воздуха весом около 200 тонн.
1 гПа = 1000 дин/см 2 = 1мб = 0,75 мм рт. ст.
8. Движения воздушных масс (ветер). Ветер – в метеорологии – движение воздуха относительно (параллельно) земной
поверхности. Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и направлено от высокого
давления к низкому. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. С высотой ветер меняется из-за убывания силы трения.
Ветры над большими площадями образуют обширные воздушные течения (муссоны, пассаты), из которых слагается общая
и местная циркуляция атмосферы. Причиной ветра является неодинаковый нагрев земной поверхности: ветровой поток направлен в сторону меньшего давления или туда, где воздух более прогрет. Ветер – наиважнейший фактор переноса примесей в атмосферном воздухе, а также он изменяет температуру и влажность
на планете. С ветром связано возникновение такого понятия, как
«ветровая эрозия», в результате которой гумусовые частицы почвы переносятся на большие расстояния. Это приводит к оголению
корней деревьев, семян, изреживанию посевов, иссушению почвы. В экологии животных и человека ветер играет небольшую
роль.
5.3.2 Абиотические факторы почвы
По определению почвоведа В.Р. Вильямса. «Почва – это
рыхлый горизонт суши, способный производить урожай растений».
Почва является гигантской экологической системой, которая
наряду с Мировым океаном оказывает решающее влияние на всю
биосферу. Почва активно участвует в круговоротах веществ и
энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы.
Почва – это трехфазная среда, включающая твердую, жидкую и
газообразные фазы, которые формируются в процессе взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов.
143
Существует большое разнообразие типов почв: подзолистые, пески,
А1
глина, чернозем и др.
Выделяют
Na, Ca, Si, Fe
пять слоев (пластов) почвы (рис. 5.4).
А2
↓
А1 – Этот горизонт называют
В
гумусовым, он формируется при содействии растений и микроорганизС
мов. Количество гумуса определяет
Рисунок 5.4  Модель
плодородие почвы.
почвы
А0 – расположен (но не всегда
есть) выше гумусового слоя. Называется этот слой «подстилка»
или «дернина». Он состоит из растительных остатков, степного
войлока, корневищ трав. Дернина влияет на тепловой и воздушный режимы корневой системы растений: защищает корни от перегрева и переохлаждения.
А2 – горизонт вымывания – залегает под горизонтом А1 и
является малоплодородным подзолистым горизонтом. На черноземных почвах он, как правило, отсутствует. Горизонт характеризуется выносом основных химических веществ в более глубокие горизонты.
Еще глубже залегает горизонт В – иллювиальный слой. В
нем накапливаются минеральные вещества из вышележащих слоев. Имеет бурую окраску и высокую плотность.
С – материнская горная порода, на которой формируется
почва.
А0
Основные свойства почвы:
1. Химический состав почвы: почвенная среда состоит из
живой и косной материй; это слой материнский породы с живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности.
Средний состав почвы:
- 50% – кремнезем (SiO2),
- 25% – глинозем (Al2O3),
- 10% – оксиды железа (Fe2O3),
- на остальные вещества приходится около 15%, это: оксиды магния, калия, фосфора и кальция (MgO, K2O, P2O5, CaO).
2. Механический состав почвы – важное физическое свойство. Различают четыре градации почв по механическому соста-
144
ву: песок, супесь, суглинок и глина. От градации зависит водопроницаемость почвы, ее плотность, способность проникновения
в почву корней растений, аэрация, т.е. насыщенность почвы кислородом.
3. Состав растворенных в почве ионов, от которого зависят биохимические свойства почвы. Некоторые ионы для растений являются ядом, другие – жизненно необходимы. Особенно
важны ионы водорода, определяющие кислотность почвы. Концентрация в нормальной почве ионов водорода (рН) должна быть
близка к нейтральной (5.5). Известковые почвы с рН≥9, торфяные
с рН≤4 являются непригодными для земледелия. Среди растений,
однако, существуют ацедофильные организмы, которые требуют
кислых почв (ель, щавель, мхи) и базофильные организмы –
требуют известкования почв (ясень, люцерна). Основная масса
организмов является нейтрофильными – предпочитают
нейтральную почву (основные растения).
Существуют почвы с большим количеством растворенной в
ней соли, особенно хлористого натрия. На таких почвах способны жить только растения-галофиты. Безразличны к питательности почвы все птицы, млекопитающие и человек.
4. Содержание биомассы. В почве обитают множество растительных и животных организмов, грибов, бактерий, водорослей.
В среднем, биомасса живых организмов в пахотном слое, снятом с
1 гектара, равна (в кг): бактерий  1000–7000; микрогрибов 100–
1000; водорослей – 100–300; червей – 350–1000. Культурные растения в процессе роста изымают из почвы биогенные вещества.
Потери восстанавливаются за счет внесения удобрений. Но удобрения непосредственно, как правило, растениями не усваиваются.
В биологически доступную форму они трансформируются микроорганизмами почвы – без них почва неплодородна.
5.3.3 Абиотические факторы водной среды
На водную поверхность приходится 71% всей земной поверхности. Океан – главный приемник и аккумулятор солнечной
энергии. Водная оболочка планеты носит название гидросферы и
включает пресные воды (горные льды, реки, озера, болота) и во-
145
ды океанов и внутренних морей. Основными факторами водной
среды являются физические и химические свойства воды.
1) плотность и вязкость воды;
2) подвижность – постоянное перемещение вод в пространстве, поддерживающее водную гомогенность (однородность);
3) температурная стратификация – изменение температуры по глубине; от этого фактора зависит периодические изменения температуры в водоемах: в глубине самая низкая температура 2°С, на поверхности самая высокая 37°С;
4) прозрачность (обратная характеристика мутность) –
определяет световой режим в толще воды; прозрачность зависит
от количества взвешенных частиц, фитопланктона, высших растений;
5) соленость – т.е. содержание в воде растворенных сульфатов, карбонатов, хлоридов; в пресных водах обнаруживаются, в
основном, карбонаты: до 80%, в морских – хлориды и сульфаты;
вода считается соленой, если концентрация солей превышает
0,5 мг/л (в морской воде – 35 мг/л, причем хлористого натрия –
27 мг/л);
6) количество растворенного кислорода – кислород обеспечивает дыхание живых водных организмов. Кислород мало
растворим в пресной воде, еще меньше – в соленой. Максимальная концентрация кислорода, растворенного в пресной воде, составляет 10,2 см3/л при 0°С и 5,5 см3/л при 30°С. В пресных водоемах содержание кислорода сильно зависит от времени года:
зимой оно уменьшается и может вызвать гибель (замор) рыбы.
Очень критичны к этому показателю лососевые породы (форель),
менее критичны – карповые (карась).
5.3.4 Биотические факторы [1, 4, 5, 9]
Под биотическими факторами понимают совокупность
влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. К
биотическим факторам относятся также все живые организмы, окружающие данный организм, и оказывающие на него
прямое или косвенное влияние в результате своей жизнедеятельности.
146
Взаимоотношения между живыми организмами классифицируют (с точки зрения реакции друг на друга) на гомотипические и гетеротипические. Гомотипические взаимоотношения –
это взаимодействия между особями одного и того же вида. Гетеротипические взаимоотношения – это взаимодействия между
индивидуумами разных видов (лисы питаются зайцами).
Важнейшим двигателем к возникновению взаимоотношений
между живыми организмами является пищевой фактор. Первичное органическое вещество на Земле создают растения, следовательно, они обеспечивают энергией (через пищу) все живое.
Каждый вид живого организма обладает избирательностью к пище.
Среди животных имеются виды, питающиеся исключительно растительной пищей (фитофаги) или только животной (зоофаги), причем одним видом (монофаги) или многими видами (полифаги).
Виды взаимоотношений между живыми организмами:
1. У животных (и человека) наиболее распространено хищничество – поедание одного организма (жертвы) другим организмом (хищником). Все травоядные, по существу, являются
хищниками, так как поедают живую материю – растительность.
Известны хищные бактерии, растения, насекомые. Хищники бывают нулевого порядка – поедают только растения; первого порядка – нападают на мирных (травоядных) животных, а также
второго порядка и более высоких порядков – нападают на более
слабых, чем они хищников. В развитии численности хищников
и жертв существует тесная связь.
2. Другой тип взаимоотношений – паразитизм. Такие взаимоотношения, когда один вид (паразит) использует организм
другого вида (хозяина) в качестве среды обитания и источника
пищи. Истинный паразитизм – это образ жизни, при котором
организм, принадлежащий к одному виду (паразит), постоянно
живет внутри или на теле представителя другого вида (хозяина),
используя его в качестве источника пищи. Примеры – гельминты,
клещи, возбудители болезней – микробы. Имеется также временный паразитизм. Некоторые насекомые (паразитоиды) откладывают яйца в тело других насекомых (животных). Во взрослой фазе они живут свободно.
147
Различают эктопаразитов – питаются телом хозяина, проживая на его поверхности, и эндопаразитов – имеют приспособления, позволяющие жить и питаться внутри хозяина. Явлению
паразитизма присущи следующие общие черты: 1) та или иная
степень опасности для хозяина; 2) более или менее постоянная
связь между хозяином и паразитом; 3) полная зависимость паразита от пищи, получаемой от хозяина в виде либо переваренных
продуктов, либо тканей его организма.
Системы хищник-жертва и паразит-хозяин постоянно эволюционируют. Паразитам и хищникам не выгодно полностью
уничтожать популяции хозяев и жертв, поэтому длительная совместная эволюция приводит к тому, что влияние на жертв и хозяев становится умеренным, наибольший вред наносят новые паразиты и хищники. Характерный пример – наиболее опасны для человека новые, впервые завезенные возбудители заболеваний.
3. Взаимоотношение – комменсализм (сотрапезничество) –
поедание остатков трапезы одного вида другим видом (например,
гиены). Среди растений – это лишайники, лианы, орхидеи, живущие за счет других деревьев, не принося им вреда. Они питаются веществами, накапливающимися между корой и телом дерева. Зеленая водоросль поселяется на шерсти ленивца, делает
его незаметным в листве.
Есть очень много животных, которые ищут покровительства
другого, более могущественного животного, чтобы под его защитой добывать себе пищу. В простейшем случае этого рода между
некоторыми животными устанавливается нечто вроде союза для
общей пользы, или полезного только слабейшему члену, но совершенно безразличного для покровителя. Вот несколько примеров. В степной полосе Южной России скворцы целыми стаями
держатся около стад, так как в навозе скота для них всегда имеется обильная пища в виде многочисленных насекомых, которые
там поселяются. Издавна известен союз между пахарем и грачами, которые целыми стаями слетаются, лишь завидят соху, их
привлекают личинки насекомых, которых они могут доставать из
разрыхленной почвы. В африканских степях страусы и кваги
обыкновенно держатся вместе, и такой союз приносит им обоюдную пользу. Действительно: высокорослые страусы легче, чем
кваги, могут заметить приближающуюся опасность, а кваги со
148
своей стороны полезны страусам тем, что в их навозе разводятся
большие жуки, составляющие лакомство для страусов.
Комменсализм принимает вид еще более тесного союза в
том случае, когда слабейший член поселяется внутри самого тела
своего покровителя или на поверхности его. В таком случае он
питается не телом и не соком своего покровителя, а лишь перехватывает для себя часть его пищи. Так, в реках Бразилии водится один сом, у которого во рту преспокойно живут целые общества маленьких рыбок, они помещаются между выростами костей
и в складках стенок ротовой полости. Устроившись таким образом во рту сома, рыбешки эти находятся в полной защите от врагов и в то же время кормятся частицами той пищи, которую заглатывает сом. В этом случае сожительство продолжается неопределенное время, но бывают случаи комменсализма лишь на
короткое время личинной стадии.
4. Форезия – перенос одних видов другими. Пример: рыбаприлипала передвигается, прикрепившись к более крупной и
быстроходной рыбе.
5. Нейтрализм – взаимная независимость совместно обитающих видов; в природе эти взаимоотношения обнаружить
сложно.
6. Мутуализм – способность одних видов развиваться только в присутствии других; это мицелии грибов и корни высших
растений, корень – среда обитания, а гриб способствует поступлению воды и питательных веществ, т.е. взаимодействие благоприятно для обоих видов.
7. Аменсализм – один вид в присутствии другого не может
развиваться и размножаться; например, блохи, живущие в норах с
сусликами, являются переносчиками болезней.
8. Протокооперация – совместное проживание нескольких
видов для защиты от врагов.
9. Интерференция – непреднамеренное подавление одного
вида другим, например, белки, поедая шишки хвойных деревьев,
не дают размножаться деревьям.
10. Симбиоз – (сожительство) – разные виды проживают
совместно и регулируют взаимоотношения между собой и внешней средой.
149
Многообразны отношения между животными и растениями.
Перенос семян, заболеваний, укрытие от хищников и непогоды и
др. Хищники, паразиты, зоофаги и фитофаги являются факторами
среды, экологическими элементами. С общеэкологических позиций они все взаимно необходимы друг другу. В процессе их взаимодействия идет естественный отбор, приспособительная изменчивость, а это – важнейшие элементы эволюции. Исчезновение какого либо «врага» может привести к вымиранию вида,
которым питался этот враг, за этим следуют болезни, перерасплод, вымирание.
5.3.5 Антропогенные факторы
Антропогенные факторы связаны с хозяйственной деятельностью человека и оказывают любое влияние на живые организмы. Можно выделить три большие группы явлений, объединенных названием антропогенные факторы:
- изменение численности организмов;
- переселение организмов;
- изменение среды обитания организмов.
Начало действию этих факторов было положено на заре появления НOMO SAPIENS, когда древние люди начали собирать
растения и охотиться на животных. Естественная растительность
заменялась при этом культурной, животные одомашнивались.
Начался селекционный отбор. Начала изменяться природа.
Гумбольдт А. в ХIХ веке написал: «Человеку предшествуют леса, а сопровождает его пустыня». Человек начал сознательно расселять, переселять и акклиматизировать новые для
данной местности виды растительности и животных, иногда
нанося вред экосистеме. Например, в Белоруссию завезли дальневосточную енотовидную собаку, при этом резко сократилось
число гнездящихся на земле птиц, вслед за этим резко возросло
число колорадского жука, в результате резко упали урожаи картофеля и томатов и т.д.
Регионы техносферы и территории, примыкающие к очагам
техносферы, постоянно подвергают загрязнению атмосферный
воздух вредными для человека веществами и их соединениями.
В некоторых городах концентрации вредных веществ в атмо-
150
сферном воздухе превысили 10 предельно допустимых концентраций для этих веществ. Например, для Братска характерны загрязнения бенз(а)пиреном (сильный канцероген), формальдегидом, сероуглеродом; в Иркутске – это диоксид азота, бенз(а)пирен, формальдегид; в Магнитогорске – бенз(а)пирен, сероуглерод; в Москве – формальдегид, бензол, диоксид азота; в Омске –
аммиак и формальдегид. Высокие концентрации некоторых веществ в атмосфере приводят к нежелательным последствиям: фотохимическому смогу, к разрушению озонового слоя Земли, к
выпадению кислотных дождей, к возникновению парникового
эффекта.
Кислотные дожди. Проблема кислотных дождей возникла
в 80-е годы. Источниками их являются газы, содержащие серу и
азот. Наиболее важные из них: SO2 , NOx , H 2 S .
Соединения серы и азота, поступая в атмосферу, вступают в
химические реакции не сразу, а иногда через 2–8 суток. При этом
вместе с атмосферным воздухом серная и азотная кислоты могут
«пройти» расстояние до 2000 км от источника выбросов и лишь
затем выпасть с кислотными осадками на землю.
Различают прямое и косвенное влияние кислотных осадков.
Прямое влияние большой опасности человеку не представляет,
так как концентрация кислот в воздухе при этом не превышает
ПДК. Опасными такие дожди могут быть лишь детям и больнымастматикам. Прямое воздействие слабых кислот может сказаться
на металлоконструкциях (коррозия) и на зданиях и памятниках
(взаимодействие с карбидом кальция).
Наиболее опасно попадание кислотных осадков в водоемы и в
почву. Попадание кислоты в водоемы повышает кислотность воды
(снижает рН), от кислотности зависит растворимость в воде тяжелых металлов, которые по трофическим цепям и непосредственно
с водой могут попасть в организм человека. В России осадки с
рН=4,0 – 4,5 (очень кислые) наблюдаются в Тюмени, Архангельске, Вологде, Тамбове, Омске.
Парниковый эффект. Состав атмосферы определяет величину солнечной радиации в тепловом балансе Земли. Экранирующая роль атмосферы позволяет поддерживать среднюю температуру биосферы на уровне + 15°С, тогда как без атмосферы
151
средняя температура биосферы была бы около – 15°С. Основная
доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне, а отраженная – в инфракрасном спектре. Баланс зависит от наличия в атмосфере газов: CO 2 , H 2O, CH 4 , O3 и
пыли. Чем выше концентрация газов, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космос, тем больше теплоты
задерживается в биосфере. В последние годы в связи с развитием
теплоэнергетики, автотранспорта, бытовой химии резко стали
возрастать концентрации газов в атмосфере. Формирующийся
при этом парниковый эффект ведет к потеплению климата, а это
повлечет за собой таяние вечных ледников, что опасно затоплением островных стран. По прогнозам к 2050 году уровень моря
может подняться на 25–40 см, а к 2100 году – на 2 м! Это приведет к затоплению 5 млн. км2 суши (30% всех урожайных земель).
Подъем Мирового океана грозит затоплением территорий, лежащих ниже уровня моря: Голландии, Аенеции, Бангладеш, а в России – Санкт-Петербурга.
Парниковый эффект может наблюдаться и на региональном
уровне. Антропогенные источники, сконцентрированные в крупных городах, создают около городов в радиусе около 50 км зоны
с повышенными на 1–5°С температурами. Эти зоны хорошо просматриваются со спутников.
Разрушение озонового слоя. Озоновый слой – это воздушный слой в верхних слоях атмосферы (стратосфере), состоящий
из особой формы кислорода – озона. Молекула озона состоит из
трех атомов кислорода (О3). Озоновый слой начинается на высотах около 8 км над полюсами (или 17 км над Экватором) и простирается вверх до высот приблизительно равных 50-ти километров. Однако плотность озона очень низкая, и если сжать его до
плотности, которую имеет воздух у поверхности земли, то толщина озонового слоя не превысит 3,5 мм. («Reporting on Climate
Change»). Озон образуется, когда солнечное ультрафиолетовое
излучение бомбардирует молекулы кислорода ( O2 УФ

 O3 ).
Так как озоновый слой поглощает ультрафиолетовое излучение,
то его разрушение приведет к более высоким уровням ультрафиолетового излучения на поверхности земли. Это, в свою очередь,
вызовет увеличение случаев рака кожи живых организмов (вклю-
152
чая человека). Другим следствием повышенного уровня ультрафиолетового излучения станет разогрев поверхности земли и,
вследствие этого, изменение температурного режима, режима
ветров и дождей и повышение уровня моря.
Впервые о нарушении целостности озонового слоя сообщили в 1985 году британские ученые. По их данным в предшествующие восемь лет были обнаружены увеличивающиеся каждую
весну озоновые дыры над Северным и Южным полюсами.
Ученые предложили три теории, объяснявшие причины этого феномена:
1) разрушение озонового слоя окисями азота-соединениями,
образующимися естественным образом на солнечном свету;
2) воздушные потоки из нижних слоев атмосферы при движении вверх расталкивают озон;
3) соединения хлора в атмосфере разрушают озон.
Ученые пришли к заключению, что соединения хлора, называемые хлорфторуглеродами (ХФУ), которые широко используются в промышленности и в быту, несут основную ответственность за разрушение озонового слоя Земли. Некоторые виды
хлорфторуглеродов используются в качестве охладителей в холодильных установках и кондиционерах. Другие ХФУ применяются
для производства поролонов и пенопластов – материалов, широко
используемых во многих потребительских товарах, начиная от
одноразовой пластиковой посуды и заканчивая изоляционными
материалами. ХФУ нашли широкое применение в баллонах для
распыления аэрозолей и в качестве веществ для промывания
электрооборудования. Источниками хлора и азота являются также атомные взрывы, военные самолеты, ракеты.
Одна молекула хлора может разрушить 105 молекул озона!
Влияние на озоновый слой оказывают также фреоны, продолжительность жизни которых около 100 лет. Источниками
фреонов являются холодильные агрегаты и бытовые распылительные баллончики.
По оценкам ученых разрушение озонового слоя в 1974 годы
достигло 0,4–1%; к 2010 году прогнозируется разрушение уже
3%; к 2050 – 10%. Ядерная война может сразу уменьшить озоновый слой на 70%.
153
В 1996 г. была принята международная декларация, запрещающая использование наиболее опасных ХФУ. При соблюдении условий декларации для полного восстановления озонового
слоя потребуется не менее 100 лет.
Фотохимический смог. Иная проблема, связанная с озоном, но не связанная с разрушением озонового слоя – это фотохимический смог. Озон в нижних слоях атмосферы (тропосфере) является загрязняющим веществом. Он образуется на
свету при реакции оксидов азота с углеводородами. Озон в тропосфере снижает продуктивность сельскохозяйственных культур.
Он замедляет фотосинтез в растениях и ослабляет их. По оценкам
специалистов, в США ежегодные потери кукурузы, пшеницы, соевых бобов и арахиса, вызванные озоном, достигают от 1,9 до 4,5
миллиардов долларов. В дополнение, озон ускоряет процесс разрушения резиновых изделий, текстиля и покрытий.
Химия фотохимического смога достаточно сложная, но в
упрощенном виде может быть представлена следующими уравнениями:
NO2  h  NO  O
O2  O  O3
.......... .......... .......... ..
Cm H m  O 

C m H m  O3 
ПАН,
где ПАН – пероксиацилнитраты.
Смог очень токсичен. Для образования смога необходимо в
солнечную погоду наличие оксидов азота и углеводородов, которые выбрасываются автотранспортом и промышленными предприятиями. Наиболее вероятное время суток для образования
смога – 11–14 часов дня. Различают два вида смога.
Фотохимический смог (или еще его называют Лос-анджелесский тип смога) возникает, как правило, летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насыщенный, а
вернее перенасыщенный выхлопными газами автомобилей. В
Лос-Анджелесе выхлопные газы более четырех миллионов автомобилей выбрасывают более тысячи тонн оксидов азота в сутки.
При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе
154
проходят реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей – фотооксидантов (озон, органические перекиси,
нитриты, ПАН и др.), которые являются причиной раздражения
слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. Только в одном городе Токио смог вызвал отравление 10 тыс. человек в 1970 г. и 28 тыс. – в 1971 г. По официальным данным, в Афинах в дни смога смертность в шесть раз выше,
чем в дни относительно чистой атмосферы. В некоторых городах
России (Кемерово, Ангарск, Новокузнецк, Медногорск и др.),
особенно в тех, которые расположены в низинах, в связи с ростом
числа автомобилей и увеличением выброса выхлопных газов, содержащих оксид азота, вероятность образования фотохимического смога увеличивается.
Различают другой тип смога: зимний смог (лондонский
тип). Лондонский тип смога возникает зимой в крупных промышленных городах при неблагоприятных погодных условиях
(отсутствие ветра и температурная инверсия). Температурная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой
в некотором слое атмосферы (обычно в интервале 300–400 м от
поверхности земли) вместо обычного понижения. В результате
циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Нередко возникают туманы. Концентрации оксидов серы,
взвешенной пыли, оксида углерода достигают опасных для здоровья человека уровней, приводят к расстройству кровообращения, дыхания, а нередко и к смерти. В 1952 г. в Лондоне от смога
за пять дней погибло более 4 тыс. человек, до 10 тыс. человек тяжело заболели. Рассеять смог может только ветер, а сгладить
смогоопасную ситуацию – сокращение выбросов загрязняющих
веществ.
Катастрофические экологические изменения связаны с интенсивным загрязнением Мирового океана, который в результате
фотосинтетической деятельности одноклеточных зеленых водорослей производит 75% кислорода, насыщающего атмосферу.
Наибольшую опасность для жизни Океана представляют нефтяные загрязнения. Сейчас в Океан ежегодно выливается около 10
млн. тонн нефти, которая угрожает жизни водорослей. Ученые
просчитали, что при поступлении в Океан 25 млн. тонн нефтепро-
155
дуктов в год ведет к полному уничтожению в нем всего живого и,
тем самым, к перекрытию источника кислорода в атмосферу.
Поступление кислорода в атмосферу Земли в результате фотосинтетической деятельности растений ежегодно составляет 300
млрд. тонн. 90% этого количества расходуют живые организмы
биосферы, 10% расходуются промышленностью. Но при нынешних темпах развития промышленность требует все больше кислорода, и через 100 лет (при современной технологии) содержание
кислорода в атмосфере может снизиться с 21% до 8%.
Мировой опыт показывает, что для стабилизации экологической ситуации в стране нужно затратить не менее 3% валового
национального продукта, а для улучшения экологической ситуации – не менее 5%. Такие расходы несут в настоящее время Германия, Швеция, Англия. Самые большие затраты на природоохранные мероприятия у США – 7%. По данным Комитета по
экологии Государственной Думы затраты России на эти цели не
более 0,5% [3].
5.4 Адаптация живых организмов к экологическим
факторам
Живые организмы по-разному могут приспособиться к изменяющимся условиям среды их обитания. У одних животных
требования к условиям жизни более широкие, у других – более узкие. Например, хариус может жить только в проточной чистой пресной воде с большим содержанием растворенного кислорода, в то время как карась может жить и в стоячей воде, зарываясь в неблагоприятные дни в ил, а корюшка может жить как в
пресной, так и в соленой воде.
Растения по отношению к воде бывают влаголюбивыми
(гигрофильными) – кувшинка, предпочитающими умеренную
влажность (мезофильными) – ель и сухолюбивыми (ксерофильными) – верблюжья колючка.
По отношению к температуре живые существа также различаются. Виды с широкой амплитудой изменения допустимой
температуры относятся к эвритермным («эври» – «широкий»,
греч.) видам (рис. 5.5, кривая 1). Виды 2 и 3 (рис. 5.5, кривые 2 и
156
3) относятся к стенотермным («стенос» – узкий) видам, причем
вид 2 – к криофильным, а вид 3 – к термофильным.
1
2
Криофильные
3
Термофильные
Эвритермные
Рисунок 5.5 – Виды животных по отношению
к температуре
Вид 1 развивается в очень широком диапазоне температур,
причем наиболее оптимальные условия – максимум кривой, как
правило, находится в средней части области. На краях кривой
расположены пограничные условия, в которых снижается активность, упитанность, плодовитость и др. Для некоторых условий важными являются не только значение характеристики среды, но и скорость колебаний характеристик. Например, гусеницы
при резком охлаждении от 15 до –20°С погибают, а при медленном – могут охлаждаться до –100°С, затем, медленно согреваясь,
вернуться вновь к жизни.
Способность вида к адаптации (приспосабливаемость к изменениям условий жизни) называется экологической валентностью (пластичностью). Чем выше пластичность, тем выше приспособляемость к жизни. Воробей, например, пластичнее соловья; а лось – пластичнее кабана.
Эволюционно выработанные и наследственно закрепленные способности живых организмов приспосабливаться в
условиях динамичности экологических факторов называется
адаптацией.
Виды адаптации:
1. Морфологическая адаптация. Растения, растущие в пустыне, как правило, лишены листьев; животные, плавающие в
воде, имеют на лапах перепонки и др.
157
2. Физиологические адаптации. Животные, питающиеся
определенной пищей, имеют различный ферментный состав желудочного сока в пищеварительном тракте.
3. Поведенческие (этологические) адаптации. Потребительское поведение животных: создание жилищ, передвижение с
целью выбора наиболее хороших условий жизни; брачные игры
для продолжения рода; резкие движения для отпугивания хищников и др.
Контрольные вопросы к теме 5
1. Что такое «экологический фактор»?
2. Является ли для человека экологическим фактором концентрация кислорода в воздухе?
3. Является ли для человека экологическим фактором механический состав почвы?
4. В каком диапазоне давления может жить человек?
5. Как называется область наиболее благоприятных значений фактора?
6. Что такое «пессимум»?
7. Какой закон вывел Ю. Либих?
8. Какова современная формулировка закона Либиха?
9. Что такое «толерантность»?
10. Чем толерантней организм, тем он (более или менее?)
распространен на планете.
11. О чем говорит закон квантитативной компенсации?
12. Что такое «лимитирующий фактор»?
13. Дайте определение экологической ниши.
14. Чем грозит выход условий за границы экологической
ниши?
15. Каковы границы экологической ниши человека по температуре?
16. Каковы границы экологической ниши человека по атмосферному давлению?
17. Что такое адаптация?
18. Перечислите абиотические факторы природной среды.
19. Как влияет на жизнедеятельность человека видимый
свет?
158
20. Какую функцию выполняет в атмосфере азот, кислород,
озон?
21. Как адаптируются живые организмы (растения, животные) к недостатку кислорода?
22. Приведите пример применения правила Бергмана в животном мире.
23. Приведите пример применения правила Аллена в животном мире.
24. Какой из почвенных слоев (пластов) является плодородным?
25. Что является основной химической составляющей почвы?
26. Приведите пример гомотипического взаимодействия.
27. Какие из биотических отношений свойственны человеку?
28. В каких отношениях находятся человек и таракан?
29. В каких отношениях находятся человек и корова?
30. С какими животными человек может находиться в отношении форезии?
31. Что такое экологическая валентность?
32. Назовите виды адаптации.
33. Приведите пример физиологической адаптации.