Биологические негативные факторы

Биологические факторы могут встречаться во всех средах - в воде, воздухе, почве, продуктах питания, на производстве, в быту. Их источником являются предприятия пищевой, фармацевтической промышленности, сельскохозяйственные предприятия и животноводческие комплексы, очистные сооружения.

Биологическое загрязнение включает патогенные бактерии и продукты их жизнедеятельности, биологические средства защиты растений.

В атмосферном воздухе находится много природных факторов, вызывающих аллергические реакции у человека: частицы плесени, пыльца цветов, волокна растений. В воде - фитопланктон и продукты гниения растений, загрязняющие водоёмы. Кроме указанных природных факторов следует отметить насекомых - вредителей лесного и сельского хозяйства (саранча, колорадский жук, шелкопряды и т.п.), насекомых - переносчиков инфекционных заболеваний человека и животных (комары, клещи, блохи, вши), патогенные микроорганизмы, вызывающие распространение инфекций (бактерии, вирусы, риккетсии, грибки).

Особую опасность представляет бактериологическое оружие, основанное на применении биосредств - насекомых и микроорганизмов.

Биологические опасности могут оказывать на человека различное действие — механическое, химическое, биологическое и др.

Психофизиологические негативные факторы

Трудовая деятельность человека включает в себя два аспекта: трудовую нагрузку, определяемую характером и величиной основных требований, предъявляемых данным видом работы к человеку, выполняющему эту работу, особенностями условий производственной среды, в которых эта работа осуществляется (эргономический аспект); функциональное напряжение организма как интегральный ответ на эту нагрузку (физиологический аспект).

Основные требования, предъявляемые работой к организму человека, называются факторами трудового процесса. Совокупность факторов трудового процесса, характерная для того или иного вида труда, определяет характер трудовой нагрузки. В зависимости от особенностей факторов трудового процесса трудовая нагрузка может ложиться на самые различные физиологические системы, существенно повышая уровень их функционирования (активации).

Функциональное напряжение можно определить как повышенный (по сравнению с покоем) уровень активности возбудимых (нервные центры, нервы, мышцы и др.) образований или механическую нагрузку на невозбудимые (связки, сухожилия, хрящи, кости, позвонки) образования.

В соответствии с особенностями трудовой нагрузки в процессе деятельности напряжение может возникать или только в одной, или в нескольких физиологических системах. При этом одна из этих систем может быть основной, рабочей, а остальные обеспечивающими, как это, например, имеет место при тяжелой физической работе, когда основная нагрузка приходится на нервно-мышечную систему, а дыхательная и сердечно-сосудистая системы обеспечивают нормальное функционирование мышечной системы.

В ряде случаев трудовая нагрузка может более или менее равномерно распределяться между двумя или даже несколькими физиологическими системами. Так, при выполнении операторских работ в режиме слежения в состоянии напряжения находятся зрительный анализатор и функция внимания. Одновременно с этим достаточно часто функциональное напряжение в ответ на трудовую нагрузку охватывает не всю физиологическую систему, а лишь отдельные ее части. Например, при выполнении локальной мышечной работы нагрузка и соответствующее ей напряжение приходятся на весьма ограниченное число мышц и их сухожильно-связочный аппарат.

В ситуациях, когда трудовая нагрузка распределяется на несколько физиологических систем, напряжение каждой из них может быть выражено в значительно меньшей степени, чем в том случае, когда нагрузка приходится на какую-либо одну физиологическую систему, а тем более на какую-либо отдельную часть этой системы. С учетом этих моментов можно говорить о наличии достоверной зависимости степени напряжения физиологических функций в процессе трудовой деятельности от уровня трудовой нагрузки.

Функциональное напряжение организма в процессе трудовой деятельности через некоторое время вызывает появление признаков утомления, т. е. снижение уровня работоспособности человека (или отдельных функциональных систем его организма) под влиянием работы.

Различают быстро и медленно развивающееся утомление: первое возникает при очень интенсивной работе (работа каменщика, грузчика и др.), второе — при длительной малоинтересной работе (труд водителей, работа на конвейере и др.).

Утомление по своей биологической сущности является нормальным физиологическим процессом, выполняющим определенную защитную роль в организме, предохраняя его отдельные физиологические системы и органы от чрезмерного перенапряжения и возможного в связи с этим повреждения. Определенный уровень утомления в конце рабочего времени даже является необходимым для поддержания достигнутого уровня тренированности организма к выполняемому виду трудовой нагрузки у работников, адаптированных к этой работе, или для повышения степени упражненности у начинающих работников.

В реальной трудовой деятельности утомление может проявляться или в снижении интенсивности (производительности) труда работника при сохранении величины начального уровня напряжения его физиологических функций, или в увеличении степени напряжения физиологических функций при неизменных показателях количества и качества труда, или (что бывает наиболее часто) в некотором снижении количества или качества труда с одновременным увеличением степени напряжения физиологических функций.

В случае, если отдых оказывается недостаточным для полного восстановления работоспособности к началу следующего трудового периода, то в этот период утомление развивается более быстро и глубина его к концу работы будет более значительной, чем в предыдущий период, т. е. будет происходить накопление, кумуляция утомления. При продолжении работы в подобных условиях кумуляция утомления может привести к появлению признаков переутомления, т. е. хронического утомления, неликвидируемого за обычный период отдыха (ежедневный и еженедельный).

Важным показателем функционального состояния организма является работоспособность. Уровень работоспособности зависит от условий труда, состояния здоровья, возраста, степени тренированности человека, его мотивации к труду, моральных и материальных стимулов.

Работоспособность на протяжении рабочего времени возрастает и снижается в конце рабочей смены и в своих изменениях имеет три периода.

Первый является периодом врабатываемости или вхождения в работу (0,5-1,5 ч), для которого характерны низшие показатели уровня работоспособности.

Второй период — устойчивое сохранение высокой работоспособности, достигнутой в первом периоде, продолжительность его 2—2,5 ч.

Третий период — снижение работоспособности в результате утомления.

Исходя из ФСО, можно выделить следующие фазы изменения работоспособности:

1. Фаза мобилизации (предстартовая). Условно рефлекторным путем повышается тонус центральной нервной системы и усиливается функциональная активность ряда органов и систем. Субъективно эта фаза выражается во внутренней собранности, обдумывании предстоящей работы.

2. Фаза первичной реакции характеризуется небольшим снижением почти всех показателей функционального состояния. Длится всего несколько минут. Физиологический механизм этой фазы связан с внешним торможением, возникающим в результате изменения характера раздражителей, поступающих в ЦНС.

3. Фаза гиперкомпенсации — это продолжение первой фазы. На этой фазе человек приспосабливается к наиболее экономному, оптимальному режиму выполнения данной конкретной работы.

4. Фаза компенсации — в этой фазе устанавливается оптимальный режим работы органов и систем организма, вырабатывается стабилизация показателей. Эффективность труда в этот период максимальна. Нужно стремиться к максимальной длительности этой фазы.

5. Фаза субкомпенсации — при определенной интенсивности и длительности работы высокий уровень физиологических реакций начинает несколько снижаться и показатели функционального состояния ухудшаются. Фазой субкомпенсации начинается специфическое состояние утомления.

6. Фаза декомпенсации. В этой фазе быстро ухудшается функциональное состояние организма, причем изменяется и наиболее важная для данного вида труда функция — точность координации.

7. Фаза срыва. Здесь наблюдается значительное расстройство регулирующих механизмов.

Монотонность труда — это однообразие трудовых операций и производственной обстановки. Она свойственна многим отраслям промышленности, где есть поточно-механизированные и конвейерные линии. Монотонность характерна также для профессий, в которых преобладают однотипные мелкие операции, выполняемые не на конвейерах (операторы автоматических и полуавтоматических устройств, пультов управления, ЭВМ и т. д.).

Монотонный труд — это труд однообразный, требующий от человека либо длительного выполнения однотипных простых операций в заданном или свободном темпе, либо непрерывной концентрации внимания в условиях малого объема профессионально значимой информации.

Монотония, или состояние монотонии, — комплекс физиологических (объективных) и психологических (субъективных) изменений в организме человека, возникающих при монотонном труде.

Различают две основные категории монотонных работ:

1. Монотонность действия или монотонность первого вида, при которой состояние монотонии возникает в связи с выполнением однообразных рабочих действий и частым их повторением.

2. Монотонность обстановки, ожидания, или монотонность второго вида, при которой состояние монотонии возникает в связи с воздействием однообразных факторов окружающей рабочей обстановки и дефицита поступающей информации (сенсорный голод), а также вследствие пассивного наблюдения и контроля за автоматизированным процессом.

При 1-й категории монотонных работ степень выраженности состояния монотонии зависит от: количества однообразно повторяющихся действий в единицу времени, продолжительности отдельных рабочих операций, степени сложности выполняемых операций, принудительного ритма и темпа, величины и интенсивности мышечных нагрузок и др. При этом чем меньше количество элементов в однообразно повторяющихся операциях и чем эти операции короче, тем монотоннее труд. Чем более просты по содержанию отдельные элементы операции и вся операция в целом, тем в большей степени развивается состояние монотонии.

При 2-й категории монотонных работ определяющими являются следующие факторы: малый объем полезной информации о ходе технологического процесса в единицу времени; небольшое количество объектов наблюдения и активных действий оператора в единицу времени; небольшая степень ответственности за принимаемые решения; ограниченность поля наблюдения оператора; бедность внешних раздражителей и др.

Среди факторов, препятствующих развитию состояния монотонии, одно из ведущих мест занимает степень функционального рабочего напряжения. Чем больше физическая тяжесть или нервная напряженность труда, тем в меньшей степени однообразный труд приводит к монотонии.

К факторам, влияющим на устойчивость человека к монотонии, относятся: характер и условия работы, профессиональная и физическая подготовленность работников, функциональное состояние человека, отношение к работе (мотивация), психофизиологические особенности личности.

К факторам, способствующим развитию монотонии, относятся: гипокинезия и гиподинамия, низкая ответственность, постоянный фоновый шум и вибрация, недостаточное освещение, некомфортный микроклимат, замкнутость и однообразное оформление интерьера производственных помещений и т. п.

Установлено, что монотонный труд вызывает прежде всего изменения функционального состояния ЦНС. Степень влияния монотонных трудовых процессов на психофизиологическое состояние работника во многом определяется его индивидуальными особенностями и зависит от типа нервной системы, темперамента, свойств личности и др.

Более устойчивы к монотонии люди со слабой нервной системой относительно процесса возбуждения, более инертными нервными процессами, т. е. люди замкнутые, интроверты. У этих людей низкий уровень нейротизма, высокая эмоциональная устойчивость, низкая тревожность.

Менее устойчивы к монотонии работники с более сильной нервной системой, с высокой подвижностью нервных процессов, активные, общительные (экстраверты), сангвинистического характера, эмоционально менее устойчивые, с высокой тревожностью (высокий невротизм).

Монотонная профессиональная деятельность не только снижает уровень бодрствования у работающих, но и развивает состояние своеобразного психофизиологического конфликта между необходимостью поддерживать целый ряд функций организма на заданном уровне и скучной однообразной работой.

Фрустрация — это неудовлетворенность потребности человека в разнообразной, интересной деятельности, переживание неудовлетворенности какой-либо потребности, необходимой для личности в данное время.

Отрицательные последствия фрустрации: увеличение числа несчастных случаев и профессиональных заболеваний; рост неврозов, астенических синдромов, психосоматических заболеваний (гипертоническая болезнь, язвенная болезнь); снижение производительности труда и его качества, рост брака; смена места работы.

При умственной работе обостряются восприятие, внимание, память.

Умственная деятельность проявляется в определенных нейродинамических и нейрофизиологических состояниях мозга. Усиливается кровоснабжение мозга, повышается энергетический обмен нервных клеток, изменяются показатели биоэлектрической активности.

Под влиянием умственной работы состояние психических функций претерпевает фазные изменения. В начале работы улучшаются внимание, запоминание, скорость выполнения «тестовых задач» и профессиональная работоспособность. Длительная умственная нагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность: ухудшаются функции внимания (объем, концентрация, переключение), памяти (кратковременной и долговременной), восприятия (появляется большое количество ошибок).

При интенсивной интеллектуальной деятельности потребность мозга в энергии повышается, составляя 15—20 % от общего обмена в организме, в то время как вес мозга составляет лишь 2 % от массы тела. При этом потребление кислорода 100 г коры головного мозга оказывается в 5—6 раз большим, чем расходует скелетная мышца такого же веса при максимальной нагрузке.

Особое внимание следует обратить на то, что труд не сводится только к физической и умственной деятельности, он почти всегда связан с эмоциональным напряжением. Возникновение кратковременных эмоций в большинстве случаев не является вредным и не бывает помехой в деятельности человека, однако хроническое воздействие на организм эмоционального стресса имеет существенное значение для возникновения нервного перенапряжения.

К эмоциональному напряжению ведут такие характеристики трудового процесса, как значимость работы, ее опасность, ответственность. Нервно-эмоциональное напряжение приводит к усилению сердечно-сосудистой деятельности, дыхания, энергетического обмена, повышению тонуса мускулатуры.

Исследователи отмечают, что профессиональный эмоциональный стресс у административных и диспетчерско-операторских работников, ученых, преподавателей и студентов, телеграфистов, телефонистов, машинистов поездов, шоферов и работников искусств имеет существенное значение для возникновения артериальной гипертонии (АГ) и ишемической болезни сердца (ИБС).

При нервно-эмоциональном напряжении, связанном с умственной деятельностью, можно наблюдать тахикардию, повышение кровяного давления, изменение электрокардиограммы, увеличение легочной вентиляции и потребления кислорода, повышение температуры тела и другие сдвиги со стороны вегетативных функций.

Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности.

Суточный расход энергии при умственном труде составляет от 10,5 до 12,5 МДж. Однако при отдельных видах умственной деятельности увеличение расхода энергии различно. Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией — на 94 %, у операторов вычислительных машин — на 60-100 %.

Чрезвычайная ситуация природного характера – это обстановка на определенной территории или акватории, сложившаяся в результате возникновения опасного природного явления, которое может повлечь или повлекло за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.

В зависимости от масштабов и природы стихийного бедствия его очаги могут отличаться размерами, формой, характером. В результате действия нескольких поражающих факторов стихийного бедствия возникают сложные очаги. Например, землетрясения и ураганы, помимо разрушения сооружений, могут вызвать затопление прибрежной полосы, пожары, поражение людей в результате утечки АХОВ, РВ и т.д.

Как и между всеми природными процессами, между стихийными бедствиями существует взаимная связь. Одна катастрофа оказывает влияние на другую, то есть первая катастрофа служит пусковым механизмом последующих. Стихийные бедствия угрожают обитателям нашей планеты с начала цивилизации. Природные катастрофы могут приносить колоссальный ущерб, размер которого зависит не только от интенсивности самих катастроф, но и от уровня развития общества.

В целом на Земле каждый стотысячный человек погибает от природных катастроф. Согласно другому расчету число жертв природных катастроф составляет в последние 100 лет – 16 тыс. ежегодно.

Стихийные бедствия чрезвычайно разнообразны, поэтому, прежде чем перейти к детальному рассмотрению, их необходимо классифицировать.

Выделяют следующие стихийные бедствия:

• геологические (тектонические – землетрясения, теллурические – извержения вулканов, топологические – оползни, сели, обвалы, снежные лавины и т.д.);

• метеорологические (ураганы, бури, смерчи, выпадение крупного града, сильные дожди, снегопады, морозы, жара и т.д.);

• гидрологические (наводнения, половодья, заторы, зажоры, нагоны, тайфуны, цунами, низкие и высокие уровни грунтовых вод);

• природные пожары (лесные, торфяные, степные).

Землетрясение – это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии Земли и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний.

Число толчков и промежутки времени между ними могут быть самыми различными. Ежегодно на планете происходит около 100 тыс. тектонических землетрясений, из них люди ощущают около 10 тыс., а около 100 имеют катастрофический характер.

Скорость распространения продольных колебаний в воздухе 330 м/сек., в воде около 1500 м/сек., а в горных породах земной коры – несколько тысяч метров в секунду, возрастая по мере увеличения плотности пород до 6000-6500 м/сек.

Землетрясения бывают тектонические, вулканические, обвальные и в виде моретрясений. Они обычно охватывают обширные территории. По своему разрушающему действию землетрясения схожи с действием ударной волны ядерного взрыва. Центр землетрясения – это участок земли, из которого исходят волны. Эпицентр землетрясения – это проекция центра очага землетрясения на земную поверхность.

Землетрясения занимают ведущее место среди стихийных бедствий по тяжести медико-санитарных последствий. Такая оценка определяется значительной их частотой, трудностью определения времени возникновения, катастрофическими потерями среди населения и трудностями снижения масштабов потерь. В прошлом веке на земном шаре в результате землетрясений погибло более 1,5 млн. человек, а причиненный ущерб оценивается в 10 трлн. долларов.

Наиболее сильные землетрясения в XX веке произошли:

• в Японии 1 сентября 1923 г. на о. Хонсю, где в течение нескольких секунд погибло и пропало без вести 143 тыс. чел;

• в Китае 28 июля 1976 г. близ г. Таншан, где 98% жилых и 90% промышленных зданий были разрушены, 242 тыс. чел. погибло, 773 тыс. чел. получили тяжелые травмы;

• в Армении 7 декабря 1988 г. землетрясением было охвачено 40% территории с населением около миллиона человек. Пострадали 21 город (особенно Спитак, Ленинакан, Кировакан), 342 села, из которых 58 полностью разрушены. Погибло более 25 тыс. и ранено 32,5 тыс. чел.

Отсутствие опыта работы у медицинской службы, спецоборудования, запоздалое применение для поиска в завалах пострадавших специально натренированных собак не позволило в 1988 г. в Армении своевременно оказать медицинскую помощь многим заваленным разрушенными зданиями людям. При современных темпах роста больших городов (более 2% в год) можно ожидать, что численность населения, подверженного риску оказаться в зоне разрушений при землетрясениях к 2035 г. удвоится. Актуальность данной проблемы для России определяется тем, что значительная часть ее территории расположена в сложном сейсмогеодинамическом евроазиатском континенте.

Около 20% территории РФ подвержено сейсмическому воздействию интенсивностью более 7 баллов и более 5% занимают чрезвычайно опасные 8-9-балльные зоны. Основными активными сейсмическими районами являются Северный Кавказ, Прибайкалье, Приморье, Сахалин, Камчатка и Курильские острова, где расположено более 100 городов и населенных пунктов, в которых проживает более 20 млн. россиян. Только за период 1992-1995 гг. в России произошло более 120 землетрясений, в том числе 2 сильнейших землетрясения с катастрофическими последствиями (Шикотанское 4-5 октября 1994 г. и Сахалинское 27 мая 1995 г.), в результате которых погибло 2 тыс. чел.

Таким образом, при землетрясениях возникают массовые санитарные потери, характеризующиеся различными травматическими повреждениями, часто закрытыми и сочетанными. Не исключается возможность комбинированных поражений, полученных в результате одновременного разрушения зданий, возникновения пожаров, повреждения химически опасных и взрывоопасных объектов, аварий на других предприятиях.

Прогностическим моделированием разработано достаточно много методик прогнозирования возможных землетрясений. Определены сейсмически опасные районы, обоснован комплекс признаков, предшествующий разрушительному землетрясению. Однако и сейчас это стихийное бедствие остается внезапно возникающей природной катастрофой, так как заблаговременно невозможно определить интенсивность подземных толчков, их продолжительность, точное время и территорию, которая подвергнется землетрясению.

Наводнение – временное значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море, вызываемого различными причинами. Наводнения представляют для России особую опасность. Если по числу погибших наводнения не имеют значительного преобладания по сравнению с землетрясениями, то по численности пострадавших – уверенно опережают эти катастрофы. По данным МЧС России на территории нашей страны существует угроза наводнений для более 700 городов и нескольких тысяч населенных пунктов.

Разновидности наводнений в зависимости от причин возникновения:

• половодье (весеннее, летнее) – это периодически повторяющийся подъём уровня воды в реках, вызываемый обычно весенним таянием снега или обильными дождями на равнинных реках, а также весенне-летним таянием снега и ледников на реках в горных районах. Нередко вызываются повышением уровня воды в реке вследствие загромождения русла льдом при ледоходе (затора) или вследствие закупоривания русла под неподвижным ледяным покровом скоплениями внутриводного льда и образования ледяной пробки (зажора). Половодья повторяются ежегодно в один и тот же сезон с различной интенсивностью и продолжительностью в зависимости от метеоусловий.

• паводок – кратковременное и непериодическое увеличение расхода воды в реке в результате ливневых дождей, связанных с ураганами или очень быстрым таянием снега в горах, вызванным продолжительной жарой. В отличие от половодий – сезонных увеличений воды в реке, паводки случаются в любое время года. Так, например, в июне 1972 года в Южной Дакоте в США за 6 часов выпало 400 мм осадков. Обычно спокойная река Рапид-Крик так переполнилась водой, что смыла 750 домов и погубила 237 жителей.

• штормовой нагон воды (прилив) – подъём уровня воды, подчас весьма резкий, свыше нескольких метров, в полузамкнутых водоёмах (озерах, водохранилищах, устьях крупных рек, впадающих в море) под воздействием нагонного ветра, приводящий к наводнениям.

• цунами – морские гравитационные волны очень большой длины, возникающие в результате сдвига вверх или вниз протяжённых участков дна при сильных подводных и прибрежных землетрясениях и, изредка, вследствие вулканических извержений и других тектонических процессов.

В силу малой сжимаемости воды и быстроты процесса деформации участков дна опирающийся на них столб воды также смещается, не успевая растечься, в результате чего на поверхности океана образуется некоторое возвышение или понижение. Образовавшееся возмущение переходит в колебательные движения толщ воды – волны цунами, распространяющиеся с большой скоростью (50-1000 км/ч). Расстояние между соседними гребнями волн меняется от 5 до 1500 км. Высота волн в области их возникновения колеблется в пределах 0,01-5 м. У побережья она может достигать 10 м, а в неблагоприятных по рельефу участках (клинообразных бухтах, долинах рек и т.д.) – свыше 50 м.

Особое место занимают наводнения вследствие аварий на гидродинамических опасных объектах – сооружениях или естественных образованиях, создающих разницу уровней воды до и после объекта (плотины, гидроузла, запруды). Важнейшей особенностью наводнения при авариях на гидродинамически опасных объектах является образование волны прорыва. Вследствие чего помимо поражений характерных для других наводнений увеличивается количество механических повреждений различной тяжести, возникающих при:

- непосредственном динамическом воздействии на тело человека волны прорыва;

- травмирующем действии обломков зданий и сооружений, разрушаемых волной прорыва;

- повреждающем действии различных предметов, вовлекаемых в движение волной.

При авариях на подобных объектах общие потери населения, находящегося в зоне действия волны прорыва, могут составить ночью – 90%, а днем – 60%, при этом из числа общих потерь безвозвратные потери могут составлять: ночью – 75%, днем – 40%, а санитарные – 25% и 60% соответственно.