Физические факторы среды

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

  • Нормативы факторов физического воздействия окружающей среды

    Общие сведения Выделяют четыре группы нормативов, определяющих параметры физического воздействия окружающей среды на организм человека с позиции его экологической безопасности: 1) параметры микроклимата; 2) факторы физической (механической) природы; 3) неионизирующее излучение; 4) ионизирующее…
    (Стандарты качества окружающей среды)

  • Методы оценки влияния состояния окружающей среды на величину физического ущерба здоровью населения

    Среди методов оценки физического ущерба здоровью населения от снижения качества окружающей среды наибольшее распространение получили: методы контрольных районов, аналитический и нормативный. При использовании метода контрольных районов необходимо особое внимание обращать на соответствие…
    (Методы анализа и управления эколого-экономическими рисками)

  • ФИЗИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

    На биосферу Земли постоянно воздействуют, наряду с химическими, многочисленные физические факторы. Значимость воздействия этих факторов антропогенного происхождения достаточно ощутима и продолжает увеличиваться, а в ряде случаев физическое воздействие на конкретные экосистемы значительно превышает Лифшиц…
    (Экология)

  • Нормативы допустимых физических воздействий на окружающую среду

    Нормативы допустимых физических воздействий на окружающую среду устанавливаются для каждого источника такого воздействия исходя из нормативов допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду, нормативов качества окружающей среды, нормативов экологической безопасности и с учетом влияния других источников…
    (Экологическая безопасность и эколого-правовые проблемы в области загрязнения окружающей среды)

  • Радиационная обстановка и физические воздействия на окружающую среду

    Система радиационного мониторинга в России включает более 1300 пунктов наблюдения за мощностью экспозиционной дозы у-излучения, около 400 — за радиоактивными атмосферными выпадениями, 54 — за радиоактивными аэрозолями, 32 — за содержанием трития в атмосферных осадках, 46 — за концентрацией стронция-90…
    (Системы обеспечения экологической безопасности природопользования)

  • ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

    В настояшее время воздействие человека на окружающий мир стало настолько мощным, что он стал с трудом справляться с последствиями этих воздействий. Что же это за окружающий нас мир, который, как теперь уже человек понимает, нужно оберегать, сохранять и восстанавливать? Окружающая человека среда представляет…
    (Экология)

  • ЧЕЛОВЕЧЕСТВО И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

    АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОСФЕРУ Человек с самого начала своего существования оказывал влияние на природу. На первых этапах человек взаимодействовал с природной средой как обычный биологический вид, как животное и в целом входил в состав экосистемы как ее составной элемент. Уже в первобытном…
    (Экология)

  • ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ

    Вся история существования человека, становления и развития человечества тесно связана с извлечением и потреблением энергии. Все потребности человека могут быть удовлетворены лишь при условии получения энергии: чем энергия доступнее, тем качество жизни человека выше, а ее продолжительность больше. Первый…
    (Экология)

  • ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ)

    При рассмотрении этого важнейшего направления экологической науки необходимо еще раз подчеркнуть, что охрана окружающей, в том числе и природной, среды представляет собой типичную инженерную научную дисциплину. Это прикладная наука, которая на базе фундаментальных экологических знаний разрабатывает инженерные…
    (Экология)

Экология СПРАВОЧНИК

Физические факторы составляют значительную часть абиотических факторов. Особое значение принадлежит температуре, поскольку она является важнейшим фактором, ограничивающим жизнь. Различают термические пояса — тропический, субтропический, умеренный и холодный, к которым приурочена жизнь организмов в тех или иных температурных условиях. Верхний и нижний уровни температурного диапазона легальны для организмов. Температуру, которая благоприятна для жизни организмов, называют оптимальной. Большинство организмов способно к жизни в диапазоне от 0° до 50°С.

Физический синергизм обусловлен влиянием физически> факторов или взаимодействием компонентов, имеющим физическую природу.

Физические факторы — это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура, если она высокая — будет ожог, если очень низкая — обмораживание. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде — течение, на суше — ветер и влажность, и т. п.

К физическим факторам воздействия, характерным для городской среды, относят акустические поля, вибрацию, ионизирующее излучение и электромагнитные поля.

К физическим факторам относят электрический ток, кинети-: ческую энергию движущихся машин и оборудования или их частей, повышенное давление паров или газов в сосудах, недопустимые уровни шума, вибрации, инфра- и ультразвука, недостаточную освещенность, электромагнитные поля, ионизирующие излучения и др.

Среди физических факторов основными являются разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Например, интенсивное течение реки обеспечивает хорошее перемешивание, в результате чего снижается концентрация взвешенных частиц. Оседание в воде нерастворимых частиц в процессе отстаивания загрязненных вод способствует самоочищению водоемов. Под действием силы тяжести микроорганизмы осаждаются на органических и неорганических частицах и постепенно опускаются на дно, подвергаясь при этом действию других факторов. Увеличение интенсивности действия физических факторов способствует быстрому отмиранию загрязняющей микрофлоры. При воздействии ультрафиолетового излучения происходит обеззараживание воды, основанное на прямом губительном воздействии этих лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.

Наряду с этими факторами в каждом конкретном случае могут быть названы и другие факторы, учитывающие специфику экосистемы. Необходимо указать, что значительное число экологических факторов имеет физическую природу. Многие особенности воздействия физических факторов на элементы экосистемы не исследованы. Физические процессы в биосфере, действие которых на экосистемы описывается в виде экологических факторов, также требуют дальнейших исследований. Экологические факторы физической природы также могут быть отнесены к сфере интересов физической экологии.

Антропогенные физические факторы — это факторы, возникшие в результате деятельности человека (например, различного рода излучения, которые подразделяются на электромагнитные, инфракрасные, ультрафиолетовые и рентгеновские).

Нормативы допустимых физических воздействий — нормативы, которые установлены в соответствии с уровнями допустимого воздействия физических факторов на окружающую среду и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды.

Э. Геккеля (1866). Роль среды, т. е. физических факторов, в эволюции и существовании организмов не вызывают сомнений. Эта среда была названа абиотической, а составляющие ее отдельные части (воздух, вода и др.) и факторы (температура и др.) называют абиотическими компонентами, в отличие от биотических компонентов, представленных живым веществом. Взаимодействуя с абиотической средой, т. е. с абиотическими компонентами, они образуют определенные функциональные системы, где живые компоненты и среда — «единый цельный организм».

Канцерогенные вещества. Среди физических факторов и химических веществ, поступающих в биосферу как загрязнители, наиболее опасными являются канцерогены, которые способны вызывать в живых организмах злокачественные новообразования (рак).

Действие шума является вредным физическим фактором окружающей природной среды. Воздействие шума на человека характеризуется звуковым давлением, частотным составом и изменением этих показателей во времени. Величины звукового давления, с которыми приходится иметь дело, изменяются от 210 5 до 2 К)2 Н . Г ? .

Вибрация является одним из видов физического (энергетического) загрязнения среды обитания человека. В пределах городской территории действие этого фактора менее выражено по сравнению, например, с шумом. Однако вибрация, особенно в сочетании с другими физическими факторами, не только ухудшает условия проживания населения, но и может оказывать отрицательное влияние на его здоровье, выступать в роли фактора, модифицирующего или ускоряющего течение имеющихся у людей заболеваний.

Геофизические поля также являются физическими факторами, но имеют литосферную природу, более того, можно с полным основанием считать, что и эдафические факторы имеют преимущественно литосферную природу, так как средой их возникновения и действия является почва, которая формируется из горных пород поверхностной части литосферы, поэтому мы их и объединили в одну группу (см. рис. 1.3).

Всем известно, что абиотическая среда («физические факторы») контролирует деятельность организмов, однако не все понимают, что организмы в свою очередь влияют на абиотическую среду и контролируют ее самыми разнообразными способами. Организмы постоянно изменяют физическую и химическую природу инертных веществ, отдавая в среду новые соединения и источники энергии. Так, состав морской воды и донных илов моря в значительной мере определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной дюне, образуют на ней почву, совершенно отличную от исходного субстрата. Яркий пример того, как организмы изменяют абиотическую среду, — коралловый атолл в южной части Тихого океана. Из простого сырья, предоставляемого морем, животные (кораллы) и растения строят целые острова. Организмы контролируют даже состав нашей атмосферы.

Организмы не являются всего лишь рабами физических условий среды; они приспосабливаются сами и изменяют условия среды так, чтобы ослабить лимитирующее влияние температуры, света, влажности и других физических факторов. Такая компенсация факторов особенно эффективна на уровне сообщества, но возможна и на уровне вида. Виды с широким географическим распространением почти всегда образуют адаптированные к местным условиям популяции, называемые экотипами. Их оптимумы и диапазон толерантности соответствуют местным условиям. Компенсация в отношении разных участков градиента температуры, освещенности и других факторов может сопровождаться появлением генетических рас (с морфологическими проявлениями или без них) или может быть просто физиологической акклимацией без генетических изменений.

Хотя каждый знает, что абиотическая среда («физические факторы») контролирует жизнедеятельность организмов, не всегда осознают, что организмы различными способами в свою очередь влияют на абиотическую среду и контролируют ее. Организмы постоянно производят физические и химические изменения инертных веществ, поставляя в среду новые вещества и источники энергии. Химический состав моря и его донных «илов» в значительной степени определяется деятельностью организмов. Растения, обитающие на песчаной дюне, создают почву, совершенно отличную от первоначального субстрата. Коралловые острова южной части Тихого океана — яркий пример того, как организмы влияют на свою абиотическую среду. Из простых исходных веществ, содержащихся в море, в результате деятельности животных (кораллов и др.) и растений построены целые острова. Сам состав нашей атмосферы регулируется организмами, как будет подробно показано в следующем разделе.

Существует несколько гипотез, согласно которым физические факторы среды играют наибольшую роль в регуляции видового разнообразия, как прямой, так и косвенной.

Шум является наиболее распространенным и агрессивным физическим фактором окружающей среды, влияющим на здоровье населения. Под термином «шум» понимается всякий нежелательный или неприятный звук либо совокупность звуков, мешающих восприятию полезных сигналов, нарушающих тишину, оказывающих раздражающее или вредное влияние на человека. По месту возникновения шумы могут быть отнесены к следующим группам: транспортные, промышленные, строительные, внутриквартальные и домовые.

Оказывается, такая ситуация возможна и ей благоприятствуют четыре физических фактора: 1) континентальность климата региона расположения водоема; 2) небольшие глубины (до 10м); 3) соленость; 4) достаточно большой наклон берегов водоема. Уравнение водного баланса для такого модельного водоема может не иметь стационарных устойчивых решений. Физически это означает, что даже в средних стационарных условиях природной среды водоем не будет иметь равновесной площади, испарение с которой будет уравновешивать речной (либо подземный) сток или осадки. Время жизни такого водоема будет конечным, и он будет циклически высыхать или переполняться: в период высыхания испарение будет прогрессирующе опережать сток или осадки, в период наполнения — отставать. Существование в природе таких водных объектов может служить сильным аргументом в пользу тепловой теории колебаний уровня бессточных водоемов.

Завершающим штрихом в вопросе о соотносительном влиянии химического и физического факторов на силу электролитов может служить сопоставление силы аминов в воде с силой электролитов в низкополярном (уксусная кислота) и высокополярном (муравьиная кислота) кислотных растворителях. Хотя по отношению к аминам вода — намного более слабая кислота,ччем перечисленные неводные растворители, но благодаря ее высокой ДП, амины в воде более сильные электролиты, чем в уксусной кислоте. Но в муравьиной кислоте действие ДП преобладает: в этом растворителе амины намного более сильные основания, чем в воде.

Динамика развития сообществ в экотонах импульсно стабилизирована, т.е. зависима от физических факторов (для водной среды — от проточности, уровня вод, штормовых условий, направления ветра). Своеобразие гидрофизических условий в зонах контакта речных и водохранилищных вод определяет температура, минерализация и динамика движения водных масс.

Как уже неоднократно подчеркивалось, в своем широком варианте концепция лимитирующих факторов не ограничивается физическими факторами, поскольку биологические взаимоотношения («взаимодействия», или «биологические факторы», среды) не менее важны как регуляторы распределения и численности организмов в природе. Однако биологические факторы удобнее будет рассмотреть в последующих главах, трактующих о популяциях и сообществах; здесь же мы рассмотрим физические и химические аспекты среды. Чтобы изложить все известное по этому вопросу, потребовалась бы целая книга, а это не входит в задачу нашего обзора экологических принципов. Кроме того, рассмотрение подробностей отвлекло бы нас от основной цели — получить общую картину предмета экологии. Поэтому мы лишь кратко перечислим основные моменты, заслуживающие изучения с точки зрения экологов.

Проведение исследований по изучению эффектов сочетания действия химических веществ с физическими факторами (шум, вибрация, повышенная температура) с целью гигиенической оценки производственной среды: Методические рекомендации (№ 3242-85). — М.: М3 СССР, 1985.

Основными этапами подготовки и выполнения космических полетов, определяющих степень материальных и физических факторов воздействия на экосферу и околоземное пространство, являются: строительство и эксплуатация космодромов; предстартовая подготовка и обслуживание; активный и пассивный участки полета; коррекция и маневрирование КА на траектории полета; довыведение КА с промежуточной на рабочую орбиту; полет и маневрирование КА в космическом пространстве и возвращение на Землю.

Там, где снижен расход энергии на поддержание определенной температуры тела при колебаниях значений физических факторов среды (т. е. когда отношение R/B невелико), остается больше энергии на создание видового разнообразия. Соответственно в экосистемах со стабильными условиями обитания, например в дождевом тропическом лесу, больше разнообразие видов.

Следует различать причины, обусловленные загрязнением среды — имеются в виду воздействия, опосредованные водой, пищей, воздухом, физическими факторами, — и причины, относящиеся к качеству среды или состоянию среды, которые можно понимать достаточно широко. В широком смысле и экономическая обеспеченность входит в число факторов среды, тем более что экономика жизнеобеспечения тесно связана с экологией. По мнению П. Г. Олдака (1990), «в настоящее время около 95% всей патологии прямо или косвенно связано с окружающей средой, которая является либо причиной возникновения заболеваний, либо способствует их развитию».

Нефтяные продукты, попадающие в естественные водоемы и образующие на их поверхности плавающую пленку, подвергаются сложному воздействию физических факторов (течений, ветра, солнечной радиации, несомой ветром пыли, минеральной взвеси, и др.), в результате чего часть нефтепродуктов испаряется, часть прибивается к берегу и там оседает, часть же, обогащенная минеральными частицами, оседает па дно, а так же и биологических факторов.

Биотическую и абиотическую части экосистемы связывает непрерывный обмен материалов и круговорот питательных веществ. Абиотическая среда («физические факторы») создает среду обитания организмов и контролирует их деятельность, но и организмы не только приспосабливаются к физической среде, а своей совместной деятельностью приспосабливают геохимическую среду к своим биологическим потребностям.

Водные объекты, атмосферный воздух, воздух в местах постоянного или временного пребывания человека и почвы не должны являться источниками биологических, химических и физических факторов вредного воздействия на человека. Критерии безопасности и (или) безвредности их для человека устанавливаются санитарными правилами.

Однако несколько ранее, в 1935 г., английским ботаником А. Тенсли был введен термин «экосистема». Экосистема, по А. Тенсли, — «совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т. е. факторов местообитания в широком смысле». Подобные определения есть у других известных экологов — Ю. Одума, К. Вилли, Р. Уиттекера, К. Уатта и многих других.

Среди мелких организмов, составляющих основу пищевой цепи, сезонная смена видов представляет собой эффективную адаптацию к характерным для лиманов умеренной зоны сезонным изменениям физических факторов (гл. 5). Пищевое поведение консументов часто бывает изменчивым. Широко распространенная кефаль (Mugit), виды которой встречаются в лиманах всего мира, может питаться на разных трофических уровнях (У. Одум, 1970а). Вследствие высокого содержания органических веществ в лиманных осадках важную роль играет биогеохимический круговорот серы (гл. 4).

В условиях производства человек, как правило, находится под воздействием не одного, а нескольких разных ксенобиотиков, а также под совместным (комбинированным) воздействием химических веществ и физических факторов (шума, вибрации, высоких температур, электромагнитных полей и др.). В совокупности все они называются вредными и опасными производственными факторами. Отсюда второй задачей промышленной токсикологии является изучение и регламентация совместного воздействия на организм различных неблагоприятных факторов окружающей (в том числе и производственной) среды.

Система изучения земель!в Англии разработана службой сельскохозяйственных земель Министе 1тва сельского хозяйства, рыбоводства и продовольствия в 1966 году. Данная методика включает два основных этапа: физическую и экономическую классификацию земель. Цель физической классификации состоит в определении основных физических факторов, влияющих на сельское хозяйство. В этой связи при физической классификации все земли страны в зависимости от степени влияния физических факторов (климата, рельефа, высоты над уровнем моря, крутизны склонов, почвенного покрова ограничивающих их использование в сельскохозяйственном производстве, объединены в пять классов землепригодности.

Создание благоприятного микроклимата является одной из важнейших составляющих задачи обеспечения оптимальных окружающих условий для работы человека. В гигиеническом отношении микроклимат представляет собой комплекс физических факторов окружающих условий, способных влиять на тепловое состояние организма и его терморегуляторные реакции. Эти факторы — температура, влажность, скорость движения воздуха и лучистая теплота (инфракрасное излучение). При этом основную роль в определении теплового состояния организма играют температура воздуха и интенсивность теплового облучения. Большое значение имеет также запыленность воздуха и наличие в нем вредных примесей.

В соответствии со ст. 18 Закона водные объекты, используемые в целях питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, купания, занятия спортом, отдыха и в лечебных целях, не должны являться источником биологических, химических и физических факторов вредного воздействия на человека. Для охраны водных объектов, предотвращения их загрязнения и засорения устанавливаются согласованные с органами и учреждениями Государственной санитарно-эпидемиологической службы России нормативы предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты, нормативы предельно допустимых сбросов химических, биологических веществ и микроорганизмов в водные объекты. Питьевая вода должна быть безопасной в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредной по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства (ст. 19.).

В зависимости от мощности, условий эксплуатации, концентрации объектов на данной территории, характера и количества выделяемых в окружающую среду токсичных и пахучих веществ, уровня создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов для предприятий, производств и объектов устанавливаются минимальные размеры СЗЗ: предприятия 1-го класса — 2000 м; 2-го класса — 1000 м; 3-го класса — 500 м; 4-го класса — 300 м; 5-го класса — 100 м.

Ознакомившись с данной книгой, Вы смогли убедиться на целом ряде экспериментального материала в том, что вода представляет собой сложный объект, состояние которого не является строго детерминированным, а зависит от целого ряда внешних физических факторов. Под действием таких факторов вода способна проявлять такие уникальные кооперативные свойства как трансформация и накопление рассеянной энергии в виде ее высокоэнергетических форм (химической, электромагнитной, магнитной, электрической и других), испускание и поглощение когерентных электромагнитных волн нетепловой интенсивности, трансляция энергии возбуждения по координатной сетке водородных связей и другие.

Многие заболевания, характерные для районов, где ведется добыча углеводородного сырья, объясняются прежде всего крайне неблагоприятными климатическими условиями, некомфортным микроклиматом помещений, а также воздействием химических и физических факторов производственных процессов.

Состав контролируемых параметров, периодичность наблюдений и схема размещения пунктов контроля согласовываются со специально уполномоченными территориальными органами исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха, а по мониторингу физических факторов (шума, радиации, электромагнитных полей и т.п.), воздуха рабочей зоны и селитебной территории — с территориальными органами Росздрава.

Эта гипотеза рассматривает зависимость между средними значениями переменных среды (например, среднегодового количества осадков или среднегодовой температуры) и разнообразием. Уже давно стало ясно, что низкое видовое разнообразие как-то коррелирует с суровостью климата . Если какой-либо физический фактор отклоняется от уровня, оптимального для данного вида, организмы становятся все более специализированными в отношении этого фактора, диапазон их устойчивости к другим физическим или биотическим факторам становится шире (т. е. возрастает Ои). Если все условия среды приближаются к оптимальным, то организмы могут специализироваться по дополнительным градиентам и уделять больше времени и энергии коадаптивным подгонкам к другим видам (т. е. уменьшается Ои и возрастает С).

В северных сообществах почти всегда число видов меньше, чем в южных. Так, на севере лес может на 90% состоять всего из одного или двух видов деревьев. Таким образом, доминирование во всех экологических группах гораздо отчетливее проявляется в пустынях, тундрах и других зонах с экстремальными условиями. Иными словами, регулирующая роль в сообществах с экстремальными условиями распределена между меньшим числом видов. Уравнение для вычисления показателя «концентрации доминирования» (с) показано ниже.

Касаясь кратко истории медицинского применения аэроионов, следует отметить, что франклинизация в форме электростатической “воздушной ванны”, или “головного душа”, сопровождается образованием огромного числа аэроионов близ головного электрода благодаря подаче высокого напряжения на колпак с остриями, т.е. благодаря электрическому эффлювию с них. Кроме того, у острий, как раз в том месте, где помещается голова или часть тела больного, возникают сильные электрические поля. Большинство врачей, применяющих и в настоящее время изо дня вдень франклиниза-цию, совершенно не знает, с какими физическими факторами они имеют дело, и пользуются такими мало что говорящими терминами, как “электрический ветер”, “электрический душ” и т.д.

Как подчеркивалось выше в обобщающем определении, с концепцией разнообразия связан ряд важных экологических принципов. Мар-галеф (1968) выражает это таким образом: «Эколог видит в любой мере разнообразия выражение возможности построить систему с обратной’ связью». Соответственно сообщества со стабильными условиями обитания, например дождевой тропический лес, характеризуются большим разнообразием видов, чем сообщества, подвергающиеся сезонным или периодическим воздействиям со стороны человека или естественных факторов. Однако до сих пор не-установлено, в какой степени увеличение разнообразия сообщества в данном местообитании может само по себе повысить устойчивость экосистемы к колебаниям внешних физических условий. Значение разнообразия для развития и эволюции экосистем рассматривается более подробно в гл. 9. Здесь мы ограничимся замечанием, что видовое разнообразие обычно выше в сравнительно старых сообществах и ниже во вновь-возникших. Хотя продуктивность или общий лоток энергии влияют на видовое разнообразие, эти две величины не связаны простой линейной-зависимостью. Высокопродуктивные сообщества могут характеризоваться как очень высокими показателями видового разнообразия (например, коралловый риф), так и весьма низкими показателями (например, эстуарии в умеренном поясе). Как уже упоминалось, стабильность, видимо, более непосредственно связана с разнообразием, чем продуктивность.

Лекция № 3 Влияние физических факторов окружающей среды на здоровье человека

· Влияние на организм человека солнечного излучения.

· Погода и самочувствие человека; действие ветров на организм.

· Механизмы воздействия температуры и влажности; пути адаптации человеческого организма к температурного фактора.

· Влияние колебаний концентраций кислорода, озона, углекислого газа на человеческий организм.

Экологические аспекты того или иного заболевания зависят от его причин, которые делят на несколько категорий:

1. Непосредственной причиной нарушения нормальной жизнедеятельности организма и возникновения патологического процесса могут быть абиотические факторы окружающей среды. Очевидно то, что географическое распределение ряда заболеваний, связанный с климато-географическими зонами, высотой местности, интенсивностью инсоляции, перемещения воздуха, атмосферным давлением и т.д.

2. Биотический компонент окружающей среды в виде продуктов метаболизма растений и микроорганизмов, патогенных микроорганизмов, ядовитых растений, насекомых и опасных для человека животных.

3. К этой категории относят патологические состояния, связанные с антропогенными факторами загрязнения окружающей среды: воздух, почва, вода, продукты промышленного производства. Сюда также относятся патологию, которая связана с биологическими загрязнениями от животноводства, производства продуктов микробиологического синтеза (кормовые дрожжи, аминокислоты, ферментные препараты, антибиотики, микробные и антибактериальные инсектициды и др.).

Кроме болезней, которые возникают непосредственно под влиянием неблагоприятных условий окружающей, существует большая группа заболеваний, которые проявляются плохим приспособлением организма, его отдельных органов и систем через генетический дефект, особенности иммунитета.

Как уже отмечалось ранее, среди заболеваний неинфекционной природы первые ранговые места занимают болезни органов дыхания, системы кровообращения, злокачественные новообразования, травмы и отравления, психические расстройства, наследственные болезни. Рассмотрим некоторые закономерности заболеваемости населения Украины в зависимости от факторов окружающей среды.

Как упоминалось ранее, внешнее (окружающая) среда включает в себя природную и социальную среду. Природная среда состоит из биосферы, гидросферы, атмосферы и литосферы, которые находятся под влиянием космосфери. Природную среду существует как в природном, так и в измененном (антропогенного) виде.

Социальная среда состоит из различных подсистем социальной инфраструктуры общества. Факторы каждой подсистемы оказывают существенное влияние на состояние здоровья населения.

Основная задача данной лекции — это рассмотреть влияние физических факторов окружающей среды на организм человека.

Известно, что природная среда образует определены, чаще всего специфические условия для сохранения и развития здоровья. Сейчас уже не вызывает сомнений такой причинно-следственную цепь: солнечная активность — возмущения магнитосферы и ионосферы — рост напряженности электромагнитного поля Земли — реакция организма. Главным возбудителем жизнедеятельности на нашей планете является солнечное излучение со всеми его электронными и ионными потоками и спектрами. Солнечная активность способствует таким физико-химическим процессам, как колебания атмосферного давления, температуры, степень влажности воздуха, и другим, которые сказываются на состоянии сердечно-сосудистой и нервной систем, психике и поведенческих реакциях человека.

Так, например, установлено, что существует тесная связь между смертью, рождаемостью и солнечной активностью. С возникновением пятен на Солнце у людей портится настроение, снижается работоспособность, нарушается ритм жизни. В этот период регистрируют повышения обострений хронических болезней, в первую очередь сердечно-сосудистой системы и ЦНС, дорожного травматизма. Известно, что короткие волны ультрафиолетового излучения Солнца пагубно влияют на живой организм, они поглощаются нуклеиновыми кислотами, что приводит к генетических мутаций, в то же время увеличивается количество злокачественных образований — рака, саркомы, лейкоза.

С климатическими факторами, а именно: температурой, влажностью, ветрами, погодой и т.п., тесно связанные функциональные состояния и защите реакции организма, а также мотивация поведения, что, в свою очередь, может привести к возникновению ряда заболеваний, в том числе и психических расстройств.

Выяснено, что погода по-разному влияет на людей с такими заболеваниями, например, некоторые больные астмой считают, что на них воздух пустыни производит удивительное влияние, тогда как другим оно не приносит облегчения, а причины таких расхождений до этого времени не найдены. Иногда очень трудно определить, каким образом погода влияет на поведение и психологическое состояние человека, однако такое влияние, бесспорно, существует: например, положительные ощущения с наступлением первых теплых солнечных дней весной после долгой холодной зимы. В то же время, самый высокий показатель смертности в результате заболеваний регистрируется зимой. Большая часть заболеваний, особенно это касается болезней легких, приходится на зиму. Зимой увеличивается количество простудных заболеваний и случаев гриппа; в отдельные годы грипп приобретает характер эпидемий. Метеочинники, способствующие заболеванию гриппом, точно не известны. Некоторые специалисты считают, что развитие этой болезни наиболее вероятен при условии относительной влажности менее чем 50% и слабых ветров. Они предполагают, что низкие температуры благоприятные для выживания и распространения вируса.

Методика гигиенической оценки погоды основана на определении и санитарной характеристике основных факторов, которые формируют и характеризуют погоду.

К факторам, которые формируют погоду, следует отнести природные (уровень солнечной радиации, характеристики ландшафта, особенности циркуляции воздушных масс) и антропогенные (загрязнение атмосферного воздуха, уничтожение лесов, создание искусственных водоемов, мелиорация, ирригация) факторы. К факторам, которые характеризуют погоду, — геліофізичні элементы (интенсивность солнечной радиации, солнечная активность), геофизические элементы (напряжение планетарного и аномального полей, геомагнитная активность), электрическое состояние атмосферы (напряжение электрического поля, атмосферная ионизация, градиент потенциала, электропроводность воздуха, электромагнитные колебания), метеорологические элементы (температура и влажность воздуха, скорость и направление движения воздушных масс, атмосферное давление и т.п.).

Для систематизации и оценки разнообразия возможных сочетаний погодоформуючих элементов в медицине применяют специальные прикладные классификации погоды. По классификации И.И. Григорьева различают 4 медицинские типы погоды: очень благоприятную, благоприятную, погоду, что требует усиленного медицинского контроля, и погоду, что требует строгого медицинского контроля.

Ученые предполагают, что реакция на внешние раздражители, в том числе и на погоду, зависит от конституции человека. Многие люди страдают от “фенної болезни”, которая обычно проявляется за день-два до начала ветров и продолжается, пока они не пройдут. Проявления симптомов болезни совпадают с аномальным повышением содержания в крови и тканях биологически активного вещества серотонина, который влияет на передачу сигналов от нервных клеток в ЦНС. Это может быть связано с изменениями экологических свойств воздуха, часто с высоким содержанием положительных ионов. Известно, что атмосферные ионы представляют собой молекулы или атомы, которые имеют очень мало электронов. В атмосфере всегда есть большое количество ионов — около 1000 отрицательных ионов и более 1200 положительных ионов в 1 см3 чистого наружного воздуха. Концентрации положительных и отрицательных ионов очень меняются в зависимости от состояния атмосферы и как раз являются причинами заболеваний. Одним из средств от физических и психологических недугов, связанных с погодой является попытка увеличения концентрации отрицательных ионов в окружающей среде за счет различных типов генераторов отрицательных ионов.

Одними из важнейших метеоэлементов являются температура и влажность. Для среднего здорового человека индекс комфорта или дискомфорта в тихую погоду может быть выражен собственно через температуру и относительную влажность воздуха. В условиях низкой относительной влажности большинству людей кажется, что температура ниже, чем на самом деле, и наоборот. Установлено, что когда температура превышает 38, большинству людей становится жарко независимо от уровня влажности. Когда относительная влажность превышает при такой температуре 30%, то условия можно назвать удручающими. Температура 28оС становится удручающей, если влажность превышает 70%.

Подобные ощущения можно объяснить следующим образом. В условиях воздействия повышенной температуры и влажности воздуха отдача тепла из организма в окружающую среду усложнена и может происходить только при напряженные механизмов физической терморегуляции (т.е. усиление потоотделения, расширение периферических сосудов). При повышении температуры окружающей среды до 33 оС, что соответствует температуре кожи, отдача тепла за счет проведения становится неэффективной и осуществляется только за счет испарения. Если есть влажность воздуха увеличивается осложняется и этот путь теплоотдачи — вследствие чего возможен перегрев организма.

Влияние высокой температуры на организм сопровождается понижением внимания, нарушением точности и координации движений, изменениями иммунологической реактивности организма (в крови образуются особые антитела — тепловые агглютини и гемолізини, которые вызывают склеивания и гибель собственных эритроцитов). Развивается анемия, а также гіпоавитамінози по группам С и В (витамины теряются с потом).

Влияние низкой температуры окружающей среды также приводит к напряжению системы терморегуляции. При длительном воздействии низких температур наблюдается переохлаждения (гипотермия). В состоянии гипотермии наблюдаются угнетение ЦНС, снижает чувствительность нервных клеток к недостатку кислорода и дальнейшего понижения температуры; ослабляется обмен веществ, что уменьшает потребность в кислорода, организм при этом становится менее восприимчив к инфекции и интоксикации, нормально не функционирует иммунная система, что может привести в конечном итоге к гибели организма.

Адаптация человеческого организма к температурного фактора происходит в 3-х направлениях:

1. За счет общих физиологических приспособительных реакций, которые связаны с функцией системы терморегуляции, то есть с механизмами химической и физической терморегуляции, обеспечивающих способность организма работать в самых разных температурных условиях среды.

2. В результате специализированных физиологических и анатомических адаптивных реакций, в основе которых лежат особенности генотипа.

3. Вследствие культурных и социальных адаптации, которые связаны с обеспечением человека жильем, теплом, системой вентиляции и т.д.

В то же время, не последнюю роль в развитии психических заболеваний и психосоматических расстройств играют сезонные колебания температуры. Особенно опасны для здоровья населения неожиданные повышения температуры. До них наиболее чувствительны больные сердечно-сосудистые заболевания и люди преклонного возраста, смертность которых при таких условиях резко возрастает.

Еще одним из проявлений влияния окружающей среды на организм человека может быть так называемая горная болезнь. Она развивается в условиях высокогорья в результате падения парциального давления атмосферных газов, прежде всего кислорода. На высоте около 3 тыс. м н.у.м. насыщение гемоглобина кислородом обеспечивается на 85%. В основе горной болезни лежит гипоксия — недостаток кислорода в тканях организма. При этом возникает одышка, слабость, головокружение, головная боль, часто наблюдается и отек легких, последнее может привести к гибели. На высоте 5 тыс. м н.у.м. может наступить коматозное состояние: вследствие гипоксии мозга больной теряет сознание, нарушается дыхание и кровообращение, происходят глубокие сдвиги в обмене веществ.

На человека влияет и изменение в атмосфере концентрации озона. Истощение озонового слоя приводит к повышению уровня ультрафиолетового излучения и, как уже ранее указывалось, может привести к таких патологий, как рак кожи, угнетение иммунной системы и катаракты. Большие концентрации озона в воздухе вызывают отравления человека (усталость, раздражительность, удушливый кашель, головокружение и т.п.).

Необходимо отметить, что действие физических факторов окружающей среды не всегда является лишь прямой, довольно часто они влияют на организм человека опосредованно. Например, повышение содержания СО2 в воздухе меняет характер теплового излучения из атмосферы в космос, вызывая так называемый парниковый эффект. Анализ влияния процесса глобального потепления, которое происходит на планете, засвидетельствовал вероятный его связь с распространенностью паразитов и возбудителей других инфекционных заболеваний. Повышение температуры в результате потепления усиливает биологическую активность и способствует размножению переносчиков инфекционных болезней — комаров, мух и др.

Таким образом, основой влияния окружающей среды на организм человека является геліофізична активность, которая проявляется на Земле как непосредственно (радиоизлучения, инфракрасное излучение Солнца и видимый свет), так и опосредованно (изменение метеочинників). Внешняя среда прежде всего влияет на нервную систему организма.

Биотический компонент

Вопросы взаимоотношений человека с животным миром, в том числе существование и распространение ряда опасных заразных болезней, которые передаются от животных к людям, также принадлежат к медицинским проблемам экологии.

Академик Павловский создал учение о природные очаги ряда инфекционных болезней. Ученый показал, что в природе существуют очаги многих заразных болезней, в которых возбудитель сохраняется благодаря переходу от одного животного к другому. Много естественно-опосредованных инфекций передаются кровосисними насекомыми (клещи, блохи, москиты, комары), например: чума, желтая лихорадка, малярия.

Природный очаг заразного заболевания представляет собой участок территории с определенным географическим ландшафтом, на котором в процессе эволюции возбудителей инфекции, животных и переносчиков сложились устойчивые межвидовые взаимоотношения, которые не зависят от существования человека.

Однако в процессе антропогенных изменений в окружающей среде возможно возникновение неожиданных эпидемиологических ситуаций и процессов вследствие воздействия человека на природу. Ученые выделяют следующие 3 типы этих последствий:

1. Непосредственные, по типу “короткого замыкания” (например, заболевания среди лиц, прибывающих на территории, расположенной в пределах не выявленных ареалов болезней, — завезенные вспышки заболеваний); имеют, как правило, локальную приспособленность; выявляют их достаточно быстро.

2. Косвенные (например, изменение ареалов зоонозов и их структуры в результате развития животноводства и мелиорации земель; изменение роли водного фактора в эпидемиологическом процессе вследствие урбанизации); имеют много целые лестничные пространственные причинно-следствия связи и “разлитой” территориальную приспособленность, обнаруживают их медленнее.

3. Отдаленные (связаны с антропогенными изменениями ландшафтов и экосистем, путей циркуляции возбудителей и условий формирования их генофонда); часто имеют планетарный и возрастной характер.

Физические факторы среды обитания. Атмосферное давление и его влияние на организм

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Влияние природных факторов (химических, физических, биологических) на образ жизни человека во многом обусловлено экологической ситуацией в конкретном регионе и, как правило, связано не с естественным их природным состоянием, а с антропогенными неблагоприятными воздействиями, вызываемыми деятельностью человека.

Основными социальными обстоятельствами, определяющими образ жизни, являются труд, быт, социально-экономический уклад.

Среди факторов труда ведущими являются его тяжесть, напряженность, режим, характер связи человека с орудием труда, внешние условия труда.

Среди факторов быта основными являются условия обитания (микроклимат, состояние воздушной среды, освещение, вентиляция и т.д.), характер питания, одежда, качество воды, режим дня, в том числе отдых и сон.

Социально-экономический уклад характеризуется социально-правовым положением, уровнем образования, культуры и общественной деятельностью.

Классификация негативных факторов среды обитания, их краткая характеристика

Человек живет, непрерывно обмениваясь энергией с окружающей средой. В процессе эволюции человеческий организм приспособился к экстремальным климатическим условиям – низким температурам севера, высоким температурам экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в сырых болотах.

Энергетическое воздействие на незащищенного человека, попавшего в шторм или смерч, оказавшегося в зоне землетрясения, вблизи кратера действующего вулкана или грозовом районе, может превысить допустимый для человеческого организма уровень опасности и нести возможную вероятность травм или даже гибели человека.

Уровни энергии естественного происхождения остаются практически неизменными.

Негативные факторы среды обитания подразделяются: на естественные факторы – природные и антропогенные – вызванные деятельностью человека.

Опасные и вредные факторы подразделяются на физические, химические, биологические, психофизиологические, физические и нервно-психические.


Физические факторы среды обитания. Атмосферное давление и его влияние на организм

Воздух обладает массой и весом, гравитационное поле делает воздушные массы у поверхности земли наиболее плотными и, следовательно, воздух обладает наибольшим давлением. С поднятием на высоту плотность и давление воздуха уменьшаются. Если на уровне моря 1 м3 воздуха весит 1293 г, то на высоте 20 км его вес составляет лишь 64 г, т.е. при одинаковом процентном содержании кислорода его весовая концентрация на высоте 20 км примерно в 20 раз меньше, чем на уровне моря.

На поверхности земли колебания атмосферного давления связаны с погодными условиями и не превышают 4–10 мм рт. ст. Однако возможны существенные повышения и понижения атмосферного давления, способные привести к неблагоприятным изменениям в организме.

Пониженное атмосферное давление способствует развитию у людей симптомокомплекса, известного под названием высотной болезни.

Высотная болезнь может возникать при быстром подъеме на высоту и, как правило, встречается у летчиков и альпинистов в случае отсутствия мер, предохраняющих от влияния пониженного атмосферного давления.

В легочной ткани происходит обмен газов крови и альвеолярного воздуха. Проникая через мембраны, газы стремятся к состоянию равновесия, переходя из области высокого давления в область более низкого давления.

Высотная болезнь возникает в результате понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, что приводит к кислородному голоданию тканей.

По мере падения парциального давления кислорода уменьшается насыщенность кислородом гемоглобина с нарушением снабжения клеток кислородом.

Резерв кислорода в организме не превышает 0,9 л и определяется количеством растворенного в плазме крови кислорода. Этого резерва достаточно лишь на 5–6 мин жизни, после чего стремительно развиваются явления кислородной недостаточности.

К кислородному голоданию наиболее чувствительны мозговые клетки, так как кора головного мозга потребляет кислорода в 30 раз больше на единицу массы, чем все другие ткани. Мозговые клетки гибнут раньше, чем падает тонус грудных мышц, когда еще возможны дыхательные движения. Первые симптомы кислородной недостаточности определяются при подъеме на высоту 3000 м без кислородного прибора.

В процессе постепенной адаптации к пониженному атмосферному давлению в организме развиваются компенсаторно-приспособительные механизмы, позволяющие сохранить здоровье и работоспособность, что можно наблюдать у жителей высокогорных районов Дагестана, Памира, Перу, где селения располагаются на высоте 2500–4500 м над уровнем моря.

Повышенное атмосферное давление является основным производственным фактором при строительстве подводных тоннелей, метро, при проведении водолазных работ и т.д.

Для проведения работ под водой или под землей в грунтах, насыщенных водой, сооружаются особые рабочие камеры – кессоны. Кессон заполняется сжатым воздухом, который вытесняет воду из рабочего пространства. На давление столба в 10 м в кессоне повышается давление на 1 атмосферу сверх обычного. В производственных условиях в зависимости от заглубления кессона добавочное давление составляет от 0,2 до 4 атм.

При работе в кессонах отмечают три периода:

• период компрессии, т.е. период опускания в кессон, когда происходит постепенное нарастание давления выше обычного;

• период работы и кессоне, в условиях повышенного давления;

• период декомпрессии, когда происходит подъем рабочих на поверхность земли, т.е. выход из зоны повышенного в зону нормального атмосферного давления.

Период компрессии и второй период пребывания рабочих в кессонах или водолазов под водой (в условиях повышенного атмосферного давления) при соблюдении правил безопасности переносятся без каких-либо выраженных неприятных ощущений.

В зоне повышенного атмосферного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха, главным образом азотом. Это насыщение продолжается до одного уровня парциального давления азота в окружающем воздухе с парциальным давлением азота в тканях. Быстрее всего насыщается кровь, медленнее – жировая ткань. В то же время жировая ткань насыщается азотом в пять раз больше, чем кровь или другие ткани.

Общее количество азота, растворенного в организме под повышенным атмосферном давлением, может достигать 4–6 л против литра, растворенного при нормальном давлении.

При быстром переходе из зоны повышенного атмосферного давления в зону нормального нарушаются процессы освобождения азота из тканей и жидкостей организма. Скорость освобождения азота из различных тканей неодинакова, например слабо васкуляризованная жировая ткань медленно отдает азот.

При быстрой декомпрессии создается большая разница между парциальным давлением азота в альвеолярном воздухе и парциальным давлением азота, растворенного в тканях организма. Азот не успевает выделиться через легкие и остается в крови и тканях в виде пузырьков. Опасность газовой эмболии возникает тогда, когда парциальное давление азота в тканях будет выше парциального давления азота в альвеолярном воздухе более чем в два раза. Газовая эмболия приводит к тяжелому профессиональному заболеванию – кессонной болезни. Тяжесть и симптоматика кессонной болезни определяются локализацией и массивностью закупорки сосудов газовыми эмболами.

Чаще поражаются ткани с большим содержанием липидных соединений – нервная система, подкожная жировая клетчатка, костный мозг, суставы.

Разработаны разнообразные инженерно-технические, санитарно-гигиенические и лечебные мероприятия, предупреждающие возникновение кессонной болезни.

Вибрация и шум – это механические колебания, распространяющиеся в газообразных и твердых средах. Шум и вибрация различаются между собой частотой колебаний.

Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, человеку нужен шум в 10–20 дБ (шум листвы парка или леса).

Механические колебания, распространяющиеся через плотные среды с частотой колебаний до 16 Гц (герц – единица измерения частоты, равная 1 колебанию в секунду), воспринимаются человеком как сотрясение, которое принято называть вибрацией.

Колебательные движения, передаваемые через воздух с частотой от 20 до 16 000 Гп, воспринимаются органом слуха как звук. Колебательные движения свыше 16 000 Гц относятся к ультразвуку и органами чувств человека не воспринимаются.

Шум воспринимается человеком как беспорядочное неритмичное смешение звуков различной силы и частоты. Чувствительность уха к звуковым колебаниям зависит от силы и интенсивности звука, а также от частоты колебаний. За единицу измерения силы звука принят бел.

Орган слуха способен различать 0,1 бел, поэтому на практике для измерения звуков и шумов применяется децибел (дБ). Сила звука и частота воспринимаются человеком как громкость, поэтому при равном уровне силы звука в децибелах звуки различной частоты воспринимаются как звуки, имеющие громкость.

В связи с этим при сравнении уровня громкости звуков необходимо кроме характеристики силы звука в децибелах указывать и частоту колебаний в секунду. Чувствительность слухового аппарата к звукам разных частот неодинакова.

В производственных условиях, как правило, возникают шумы, которые имеют в своем составе различные частоты.

Условно весь спектр шума принято делить на низкочастотные шумы частотой до 300 Гц, среднечастотные – от 350 до 800 Гц и высокочастотные – выше 800 Гц.

Для измерения характеристики шума и вибрации на производствах используются шумомеры, анализаторы частоты шума и вибрографы.

Шум отрицательно сказывается на здоровье человека. Появляются головные боли, быстрое утомление, снижение работоспособности, повышается артериальное давление, учащается или замедляется сердечный ритм, происходит ряд функциональных изменений со стороны внутренних органов и систем; могут возникать заболевания центральной нервной системы (неврастения, неврозы, расстройства чувствительности), снижается внимание, резко падает производительность труда. Длительное воздействие шума может привести к артериальной гипертензии. Могут возникнуть явления утомления и ослабления слуха, развивается тугоухость. Длительное воздействие шума в 80–90 дБ приводит к профессиональной глухоте.

Тугоухость – стойкое понижение слуха, затрудняющее восприятие речи окружающих в обычных условиях. Оценка слуха производится с помощью аудиометрии. Снижение слуха на 10 дБ человек не ощущает, при снижении слуха на 20 дБ теряется способность слышать слабые, но важные для общения звуковые сигналы.

Вибрация и шум вредно воздействуют на организм и вызывают заболевание периферической нервной системы – вибрационную болезнь.

Меры борьбы с шумом и вибрацией:

• замена шумных производственных процессов на менее шумные процессы;

• улучшение качества изготовления и монтажа оборудования;

• укрытие источников шума и вибрации;

• вывод персонала за пределы шумных производств и воздействия вибрации;

• применение индивидуальных защитных средств.

Существуют опасные для человеческого организма резонансные частоты. И если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным частотам, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов.

Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4–6 Гц, для головы – 20–30 Гц, для глазных яблок – 60–90 Гц.

При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травмам позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин вызвать преждевременные роды.

Колебания вызывают в тканях организма переменные механические напряжения. Информация о действующей на человека вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц, поддержание равновесия тела.

Перевозбуждение рецепторов вестибулярного аппарата выражается в так называемой «воздушной», или «морской», болезни.

По способу воздействия вибрации на человека она подразделяется:

• на общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

• локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.

Вибрационная болезнь – профессиональное заболевание, основным этиологическим фактором которого является производственная вибрация. В развитии заболевания играют значительную роль и другие факторы: шум, вынужденное положение тела, охлаждение, статическое напряжение мышц плеча и плечевого пояса.

В основе развития вибрационной болезни лежат сложные нейрогуморальные расстройства с изменениями в нервной, сердечно-сосудистой системах, опорно-двигательном аппарате.

Локальная вибрация нарушает регуляцию тонуса периферических кровеносных сосудов. Раздражение нервных сплетений приводит к нарушению трофики и вазомоторной координации, уменьшает пластичность лимфатического русла, снижает электровозбудимость и лабильность мышц и периферических нервов, ослабляет рефлексы, нарушает двигательную координацию.

Общая вибрация вызывает аналогичные расстройства двигательной сферы, однако при этом особенно сильно страдает ЦНС (в коре головного мозга начинают преобладать тормозные процессы, нарушаются корково-подкорковые взаимоотношения, появляются вегетативные дисфункции утомление, депрессия или раздражительность, головные боли и другие расстройства вплоть до устойчивых тяжелых неврозов).

Из-за стрессового характера воздействия вибрации нарушаются нейрогуморальная регуляция обменных процессов, функции сердечно-сосудистой, пищеварительной и половой систем, печени, почек, иммунологической защиты и т.д.

Хроническое воздействие вибрации вызывает прогрессирующие изменения в органах и тканях: отеки и кровоизлияния в головном и спинном мозге, дистрофические изменения нейронов, нервных стволов, мышечной ткани, разрывы мышц, разрастание соединительной ткани, кровоизлияния, дистрофические изменения в паренхиматозных органах, нарушения морфологического и биохимического состава крови. В артериях находят изменения, подобные таковым при обл итерирующем эндаргериите. Возможны трофические изменения кожи, вплоть до развития гангрены пальцев. В костно-суставном аппарате развиваются остеопороз, деформирующий артроз, остеохондропатии.

Вибрационная болезнь, обусловленная общей вибрацией, отличается значительными изменениями ЦНС и протекает с полиневритическим или мигренеподобным синдромами.

Появляются изменения на ЭКГ: экстрасистолия, изменения желудочкового комплекса электролитного характера. В последующем развиваются признаки хронического поражения миокарда дистрофического характера.

Также необходимо указать на синдромы нарушений функций пищеварительной системы в виде функционального расстройства желудка, гастритов, дискинезий, нарушения углеводного, минерального и витаминного обмена.

Выделяют четыре стадии развития вибрационной болезни:

• I стадия – малосимитомная, начальная, в которой преобладают жалобы на незначительные боли и парестезии в руках с легкими расстройствами чувствительности;

• II стадия – умеренно выраженные изменения органов, систем, в том числе ЦНС;

• III стадия – выраженные вазомоторные и трофические изменения, заметные сдвиги в ЦНС;

• IV стадия – распространенные симптомы поражения различных органов и систем, периферической нервной системы.

При вибрационной болезни наблюдается сочетание отдельных синдромов или их переплетение. Выделяют следующие синдромы:

• ангиодистонический синдром – похолодание и цианоз конечностей, парестезии;

• ангиоспастический синдром – приступы ангиоспазмов но типу «белых пальцев» с выраженными расстройствами чувствительности, вегетативный полиневрит;

• вегетомиофасцит (выраженные дистрофические изменения в мышцах и других тканях, опорно-двигательном аппарате);

• неврит (избирательные амиотрофии в зоне соответствующего поражения нерва);

• диэнцефальный синдром – с приступами головокружений, часто на фоне астении.

Основная мера защиты от вибрации – виброизоляция от источника колебаний. Примером являются автомобильные и вагонные рессоры. Санитарные правила регламентируют предельно допустимые уровни вибрации.

При кратковременном действии вибрации наблюдается снижение болевой чувствительности. Это свойство вибрации используется в воздействии массажных приборов, подушек, кресел с целью снятия болевого синдрома у человека.

Привет студент

В биосфере можно выделить четыре основные среды обитания, освоенные и заселенные живыми организмами:

• водная;

• наземно-воздушная;

• почвенная;

• среда, образуемая самими живыми организмами.

Водная среда (гидросфера) характеризуется жидким агрегатным состоянием и в зависимости от глубины может быть как аэробной (поверхностные слои различных водоемов), так и анаэробной (на больших глубинах океана, в водоемах с высокой температурой). Эта среда более плотная, чем воздушная, более благоприятная с позиции добычи организмом воды и ее сохранением в нем, а также более богата пищевыми ресурсами. В водной среде в далеком геологическом прошлом зародилась жизнь. Формы организмов, живущих в воде, многообразны; среди них существуют такие, которые дышат кислородом, как растворенным в воде, так и содержащимся в атмосфере, а также анаэробные организмы. В данной среде живут различные простейшие, водоросли, рыбы, членистоногие, моллюски, иглокожие и представители других типов и классов животного и растительного мира.

Наземно-воздушная среда в ходе эволюции освоена позже водной, она более сложна и требует более высокого уровня организации живого. Здесь существенную роль играют показатели воздушной среды (атмосферы): температура и состав воздуха, содержание кислорода, влажность, а также показатели, характеризующие погоду, интенсивность света, плодородие почвы, что особенно важно для растений. Это — аэробная среда, в которой осуществляется интенсивный обмен газов и воды, необходимой для жизнедеятельности живых существ. Поэтому живущие в данной среде организмы приспособлены к добыванию и сохранению влаги, а животные обладают способностью к достаточно быстрому и активному перемещению. В этой среде живут птицы, многие виды членистоногих, млекопитающие, различные виды покрытосеменных и т. п.

Почва как среда обитания множества микро- и макроорганизмов, а также корней растений имеет свои экологические особенности. В почве первостепенное значение имеют такие факторы, как структура, химический состав и влажность, а вот свет или резкие колебания температуры практически не играют роли. Здесь можно встретить разнообразных представителей типа простейших, различные водоросли, грибы, многообразные виды различных червей, моллюсков, различных представителей высших животных. Почва является субстратом различных видов высших растений, для которых характерна наземная среда.

Живой организм представляет собой специфическую среду обитания для паразитов и симбионтов. Главную роль здесь играет обилие пищи, относительная стабильность условий, защищенность от неблагоприятных внешних факторов, но в то же время и активное сопротивление организма-хозяина.

Каждая из этих сред имеет свои специфические условия жизни, которые характеризуются различными факторами.

Условия и факторы окружающей среды — взаимосвязанные понятия, которые характеризуют среду обитания организмов.

Условия среды обычно определяются как экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ.

Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно все факторы среды подразделяют на следующие основные группы:

• абиотические;

• биотические;

• антропогенные;

• лимитирующие.

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неживой (неорганической) среды, влияющих на условия и распространение жизни.

Прежде всего, к абиотическим факторам относятся физические факторы. Это поступающая от солнца лучистая энергия (порядка 0, 14 Дж/см2 в секунду); освещенность земной поверхности; влажность атмосферного воздуха; атмосферные осадки;

газовый состав воздуха (азота около 78 %, кислорода около 21 %, инертных газов около 0, 93 %, углекислого газа около 0, 03 % и др. ); температура поверхности; давление атмосферного воздуха, ионизирующее излучение и др.

Почвенные абиотические факторы — химический и физический состав почвы, плотность, влажность, насыщенность кислородом и др.

Абиотические факторы водной среды — химический состав, прозрачность, температура, содержание кислорода и др.

Биотическими факторами называют совокупность факторов живой природы, когда жизнедеятельность одних организмов влияет на условия жизни других. Такие факторы можно классифицировать как:

• гомотипические — внутривидовые (взаимодействие особей одного вид), организмы образуют сообщества, где им приходится бороться за пищевые ресурсы, за обладание определенными пастбищами или территорией охоты, т. е. вступать в конкурентную борьбу;

• гетеротипические — межвидовые (взаимодействие особей разного вида), к ним можно отнести нейтрализм, хищничество, паразитизм и др.

Нейтрализм — это такая форма биотических взаимоотношений, когда сожительство двух видов на одной территории не влечет за собой ни положительных, ни отрицательных последствий для них. В этом случае виды не связаны непосредственно друг с другом и даже не контактируют между собой.

Симбиотические отношения — один из партнеров (или оба) извлекает пользу от другого: кооперация, комменсализм, мутуализм.

Кооперация представляет собой длительное, неразделимое взаимовыгодное сожительство двух и более видов. Самый простой тип симбиотических связей — протокооперация. При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них, т. е. не является непременным условием выживания популяций. Примером таких отношений можно назвать опыление пчелами разных луговых растений.

Комменсализм — это такое взаимодействие между организмами, когда жизнедеятельность одного доставляет пищу или убежище другому.

Мутуализм — взаимно полезное сожительство, когда присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них.

Антибиотические отношения — такая форма взаимоотношений, при которой оба партнера (или один из них) испытывают отрицательное влияние: аменсализм, конкуренция, хищничество, паразитизм.

Аменсализм — это биотические взаимоотношения, при которых происходят торможения роста одного вида (аменсала) продуктами выделения другого. Эти отношения относятся к прямой конкуренции и называют антибиозом.

Конкуренция — отрицательное воздействие организмов друг на друга в борьбе за пищу, местообитание и другие необходимые жизненные условия. Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую. Как внутривидовая, так и межвидовая конкуренция может иметь большое значение в формировании разнообразия видов и численности организмов.

Внутривидовая конкуренция — это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегуляции популяций.

Межвидовая конкуренция чрезвычайно широко распространена в природе и касается практически всех, поскольку редко какой вид не испытывает хоть небольшого давления со стороны других. Формы проявления межвидовой конкуренции могут быть различными: от жесткой борьбы до почти мирного сосуществования. Но, как правило, из двух видов с одинаковыми экологическими потребностями один обязательно вытесняет другой. Межвидовая конкуренция может иметь два итога: либо вытеснение одного из двух видов из сообщества, либо расхождение обоих видов по экологическим нишам.

Хищничество — отношения между хищником и жертвой, заключается в поедании одного организма другим.

Паразитизм — взаимодействие между организмами, при котором один из них живет за счет другого, находясь на поверхности или внутри его тела.

Антропогенные факторы — это факторы, вызванные воздействием на окружающую среду хозяйственной деятельности человека. В результате жизнедеятельности человека образуются побочные продукты, которые можно классифицировать следующим образом: это отходы человека как биологического вида, которые не представляют для природы проблем, так как мало чем отличаются от воздействия других биологических видов, и отходы человека как социального творческого существа. Последние отходы деятельности человека имеют как естественное, так и искусственное (синтетическое) происхождение. Человек, вооруженный достижениями научно-технического прогресса, вовлекает в производство необходимой продукции колоссальное количество ресурсов, создавая при этом огромное количество отходов и изменяя условия обитания и факторы биосферы.

Интенсивность действия факторов среды. Все имеющиеся в природе экологические факторы воздействуют на жизнь организмов по-разному и имеют различную степень важности для отдельных видов. В то же время набор факторов и их значимость для организмов зависят от среды обитания. В свою очередь, организмы сами могут оказывать влияние на условия своего существования. Например, наличие растительного покрова смягчает суточные колебания температуры вблизи поверхности Земли, колебания влажности и ветра, а также влияет на структуру и химический состав почв.

Некоторые свойства среды остаются относительно постоянными на протяжении длительных периодов времени. Таковы сила тяготения, интенсивность солнечного излучения, солевой состав океана, газовый состав и свойства атмосферы. Большинство же экологических факторов (температура, влажность, ветер, количество и равномерность выпадения осадков, укрытия, хищники, паразиты, конкуренты и пр. ) очень изменчиво как в пространстве, так и во времени. Степень изменчивости каждого из этих факторов зависит от особенностей среды обитания. Например, температура сильно колеблется на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в пещерах. Паразиты живут в условиях избытка пищи, тогда как свободноживущие хищники часто испытывают голод.

Популяции организмов, обитающих в какой-то определенной среде, приспосабливаются к изменчивости факторов путем естественного отбора. У них вырабатываются те или иные морфологические и физиологические особенности, позволяющие существовать именно в этих и ни в каких других условиях. Для каждого влияющего на организм фактора существует благоприятная сила воздействия, называемая зоной оптимума экологического фактора или просто его оптимумом. Отклонение от оптимальной интенсивности действия фактора (уменьшение или увеличение) на организмы определенного вида действует угнетающе на их жизнедеятельность. Границы, за пределами которых наступает гибель организма, называются верхним и нижним пределом устойчивости.

На организм одновременно влияют многочисленные факторы среды. По отношению к одним факторам организмы обладают большой выносливостью и выдерживают значительные отклонения их интенсивности от оптимальной величины, к другим — организмы менее приспособлены и могут вынести лишь небольшие изменения.

Организмы с большим диапазоном выносливости ко всем факторам среды распространены более широко.

Отклонение интенсивности одного какого-либо фактора от оптимальной величины может сузить пределы выносливости к другому.

Лимитирующие факторы — факторы, которые ограничивают развитие живых организмов, если присутствуют в недостатке или избытке по сравнению с потребностью живого организма.

Закон лимитирующих факторов был впервые изучен и сформулирован Юстусом фон Либихом в 1840 г. в ходе наблюдений за влиянием на жизнедеятельность растений химических удобрений. Закон лимитирующих факторов, или закон минимумов Либиха, относится ко всем влияющим на организм факторам, абиотическим и биотическим. Состояние или величина фактора, обеспечивающая наилучший результат процессов роста и размножения организмов, называется оптимумом. Как правило, точное значение величины фактора, наиболее благоприятной для жизнедеятельности организма, установить невозможно, поскольку речь идет о некотором диапазоне значений, и, следовательно, лучше говорить о зоне оптимума.

Условия неоптимальные, но и не смертельные для вида, где он выживает, но испытывает стресс, называют стрессовыми зонами. Экстремальные значения фактора, при выходе за которые организм или популяция уже не могут выжить, называются пределами устойчивости. Диапазон условий, в пределах которого организм или популяция может жить и размножаться, называется диапазоном устойчивости. В его пределах существуют зоны оптимума и стрессовые зоны, а точки, ограничивающие его, т. е. минимальное и максимальное значение величины или состояния фактора, называются пределами устойчивости. Величина диапазона устойчивости по отношению к величине фактора и особенно величина зоны оптимума позволяют судить о выносливости организмов по отношению к данному элементу среды. В связи с этим различают виды широко приспособленные, которые могут существовать в условиях широкого диапазона экологического фактора, или эврибионты (от греч. «эйро» — широкий, всякий), и узкоприспособленные, способные жить лишь в условиях мало меняющегося действия фактора, или стенобионты (от греч. «стено» — узкий, ограниченный).

Впервые предположение о лимитирующем (ограничивающем) влиянии максимального значения фактора наравне с минимальным значением было высказано в 1913 г. американским зоологом В. Шелфордом, установившим фундаментальный биологический закон толерантности: любой живой организм имеет определенные, эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы устойчивости (толерантности) к любому экологическому фактору.

Толерантность — выносливость вида к воздействию на него тех или иных факторов среды или способность организмов выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них значений.

: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Содержание:

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МАМИ)

Кафедра:»Экологическая безопасность автомобильного транспорта»

Реферат

Тема: «Теоретические основы экологии»

Выполнил: Соломахо А.А.

Гр.: 7-АА-2

Проверил: д.т.н. профессор Михайлов В.А.

Москва 2012

Факторы среды обитания…………………………………………..….………..3

Популяция………..………………………………………………………………9

Экологическая ниша……………………………………………………………13

Пищевая (трофическая) цепь………………………………….……………….19

Трофический уровень…………………………………………………………..20

Развитие и эволюция экосистем……………………………………………….21

Учение о биосфере………………………………………………………………26

Список использованной литературы…………………………………………38

Факторы среды обитания

Под средой обитания (или окружающей средой) понимают совокупность факторов, состоящих из физических (природных) и искусственно созданных человеком (антропогенных).

К основным физическим факторам в экологии относятся температура, излучение, свет, влажность, состав биосферы, биогенные элементы, почва и ее состав, а также микросфера.

Экология стремится не к тому, чтобы выявить роль отдельных факторов, а к тому, чтобы оценить сравнительную важность различных факторов, которые в реальной экосистеме действуют совместно. На суше важными физическими факторами являются свет, температура, вода (осадки); в море – свет, температура и соленость.

В пресных водах основную роль могут играть такие факторы, как содержание кислорода. Организмы, входящие в сообщество, так реагируют на эти факторы, что сообщество как бы ослабляет вредные эффекты и, достигает максимальной эффективности и наибольшей устойчивости в данных условиях.

Физические факторы Свет

Условия жизни организмов определяются общим потоком излучения в окружающей среде. Организмы, живущие на поверхности Земли или вблизи нее, воспринимают поток энергии, который состоит из солнечного излучения и длинноволнового теплового излучения от близлежащих тел. Эти два фактора определяют климатические условия среды – температуру, скорость испарения воды, движения воздуха и воды.

Вспомним, что солнечный спектр есть распределение электромагнитного излучения Солнца в диапазоне длин волн от нескольких А (ангстрем) (гамма – излучение) до метровых радиоволн. Продолжительность дня, угол падения солнечных лучей, прозрачность атмосферы определяют количество достигшей Земли радиации. Излучения, доходящие до Земли, состоят из теплового излучения (инфракрасные лучи и небольшая часть видимого спектра), лучей, обладающих химической активностью (ультрафиолетовые лучи) и лучей видимой части спектра.

Та энергия, которая достигает земной поверхности, вместе с вращением Земли вокруг собственной оси и движением ее вокруг Солнца оказывает влияние на океанические течения, на возникновение основных ветров. Перемещения воздушных и водных масс, в свою очередь, влияют на распределение осадков. Все названные явления в целом определяют климат. Климат есть главный экологический фактор, так как он определяет влажность и температуру среды. От взаимодействия двух последних факторов зависит фотосинтез.

Именно фотосинтез – важнейший, ключевой процесс жизни в биосфере – происходит в присутствии видимого солнечного света. Пигменты хлоропластов поглощают излучение примерно между 380 и 740 нм, поэтому данную область называют фотосинтетически активной радиацией (ФАР).

У растений радиация действует как источник энергии для фотохимических реакций и как раздражитель, регулирующий развитие. Интенсивность фотосинтеза сказывается на продуктивности экосистем.

Свет является важным физическим фактором, интенсивность которого изменяется по сезонам года и в течение суток. У живых существ развились адаптивные реакции фотопериодизма, цикадных ритмов и др.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *