2.3. Негативные факторы производственной среды

Производственная среда – это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов. Воздействие негативных факторов приводит к травмированию и профессиональным заболеваниям. Источниками травмирующих и вредных факторов являются предметы труда, средства труда (станки, инструменты и др.), энергия (сжатый воздух, электрический ток и др.), нерегламентированные действия работающих, нарушения режимов и организации труда, отклонения от допустимых значений параметров микроклимата рабочей зоны, шума, вибрации, освещения.

Травмирующие и вредные факторы подразделяют на физические, химические, биологические и психофизиологические.

Физические факторы включают запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, вибрации, акустические колебания, статическое электричество, электромагнитные поля и излучения, ионизирующие излучения, электрический ток, подвижные элементы машин и др.

Химические факторы в зависимости от характера их воздействия на организм человека подразделяются на общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, мутагенные, канцерогенные, влияющие на репродуктивную функцию.

Биологические факторы включают патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.), а также продукты биопромышленности.

Психофизиологические факторы – физические и нервно-психические перегрузки.

Пространство, в котором возможно воздействие на работающего травмирующего и (или) вредного фактора, называют опасной зоной.

Конкретные производственные условия определяются совокупностью негативных факторов, уровнем и вероятностью их проявления.

Контрольные вопросы

1. Дать характеристику опасных и вредных факторов окружающей среды антропогенного происхождения.

2. Дать определение биосферы и техносферы.

3. Абсолютные и относительные показатели негативности техносферы.

4. Что относится к травмирующим и вредным факторам производственной сферы?

Тема 3. Воздействие негативных факторов на человека

и среду обитания, их нормирование

3.1. Системы восприятия человеком состояния

среды обитания

Общие представления об органах чувств. В процессе эволюции животного мира сформировались специальные структуры, воспринимающие раздражения, идущие из окружающей и внутренней среды. Существующие вне нас предметы и явления среды обитания отражаются в организме в форме ощущений и представлений. Поэтому органы восприятия раздражений названы органами чувств, к которым относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Понятие «орган чувств» является весьма условным, так как он сам по себе не может обеспечить ощущение. Лишь благодаря информации, поступающей от скопления рецепторов (нервных окончаний чувствительных нервов) в центральную нервную систему, возникают ощущения.

Рецепторы – датчики анализаторов, которые представляют собой специальные структуры организма, предназначенные для ввода информации из внешнего мира в мозг и ее переработки. Основа строения анализаторов – зрительные, слуховые, обонятельные и тактильные рецепторы, которые преобразуют внешнюю энергию различных видов раздражителей в особую активность нервной системы. Часть рецепторов воспринимает изменения в окружающей среде (экстероцепторы), а другая часть – во внутренней среде нашего организма (интероцепторы).

Важнейшее свойство рецепторов – их способность превращать, трансформировать специфическую форму энергии любого раздражителя в нервный импульс. На рецепторы воздействует механическая, термическая, световая, звуковая, химическая энергия в зависимости от вида раздражителя. Но от рецепторов по чувствительным путям идут всегда лишь потоки нервных импульсов. Это не значит, что теряются специфические особенности воздействующих раздражителей. Свойства раздражителей лишь преобразуются в особую форму информации. По достижении пункта назначения – коры головного мозга специфичность раздражителя вновь проявляется в виде того или иного ощущения, отражающего свойства раздражителя. Поступившая в головной мозг информация направляется к соответствующим исполнительным органам. Иногда поступающая информация сразу направляется с рецептора на исполнительные органы, минуя центральную нервную систему (ЦНС). Такой принцип передачи информации заложен в основу многих безусловных рефлексов (врожденных). Например, сокращение мышц конечностей, раздражаемых электрическим током, приводит к отстранению конечности от раздражителя. Условные рефлексы непостоянны, вырабатываются на базе безусловных и формируются на основе приобретенного опыта, при длительном воздействии раздражителя.

Для рецепторов характерна адаптация, т.е. приспособление к силе раздражителя, проявляющееся снижением чувствительности к постоянно или повторно действующим раздражителям. Субъективно это проявляется привыканием к действию запаха (аммиака, сероводорода), шума, а также к боли, теплу, холоду и др. Привыкают не обращать внимание на уличный шум, если он беспрерывен, адаптируются к сильному свету, темноте и т.д.

Органы чувств обеспечивают восприятие организмом раздражителей из окружающей среды, а рецепторы воспринимают раздражение. Например, глаз – это орган зрения, а сетчатка – фото-рецептор, один из важных компонентов органа зрения. Кроме сетчатки в состав органа зрения входят оптические среды глаза, различные его оболочки, мышечный аппарат. Понятие «орган чувств» является условным, так как он сам по себе не может обеспечить ощущение. Для возникновения субъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступило в ЦНС – специальные отделы коры больших полушарий.

Орган зрения. Орган зрения – глаз – важнейшее приспособление организма для восприятия внешнего мира. Глаз принимает участие в формировании представления о предметах, их форме и цвете, величине, движениях предметов, т.е. сигнализирует о событиях внешнего мира. В многообразной трудовой деятельности зрению принадлежит первостепенное место.

Зрительный анализатор – это глаза, зрительные нервы и зрительный центр, располагающийся в затылочной доле коры головного мозга.

Раздражитель глаза – световая энергия, которая возбуждает рецепторный аппарат глаза, вызывая зрительные ощущения. Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных колебаний (400–800 нм), что соответствует восприятию цвета.

Орган слуха. Слух – субъективное восприятие механической энергии колебаний воздуха, которое осуществляется слуховым анализатором. Человек воспринимает звуки с частотой колебаний от 16 до

20 000 Гц. Граница слышимости может достигать 25 000 Гц.

Ухо представляет собой воспринимающую часть звукового анализатора. Ушная раковина улавливает звуки и направляет их в наружный слуховой проход. Ушная раковина и слуховой проход способны усиливать звук с частотой от 2 000 до 5 000 Гц на 10–20 дБ, что определяет повышенную опасность звуков указанного диапазона частот.

Ухо воспринимает не все звуки окружающей среды. Звуки, близкие к верхнему и нижнему пределам слышимости, вызывают слуховое ощущение лишь при большой интенсивности и поэтому обычно почти не слышны. Очень интенсивные шумы могут вызвать боль в ухе и даже повредить слух.

Орган слуха может адаптироваться к слуховым раздражениям. Если из окружающей среды длительно поступают сильные звуки, то чувствительность слухового анализатора снижается. Чем сильнее звук, тем выраженнее адаптация. Это приспособительное явление имеет большое значение в современных больших городах и на некоторых производствах.

Органы обоняния и вкуса. Чувства обоняния и вкуса появляются при действии химических веществ, находящихся в воздухе и пище.

Обоняние – способность воспринимать запахи, осуществляется благодаря обонятельному анализатору, рецепторами которого являются нервные клетки, расположенные в слизистой оболочке носовой раковины, преобразующие энергию раздражителя в нервное возбуждение и передающие его обонятельному центру. Для этого требуется непосредственный контакт рецептора с молекулой пахучего вещества. Чувствительность органов обоняния очень высокая. Например, человек ощущает сероводород, если в 1 л воздуха содержится 110^-9 г этого вещества. Имеются расчеты, свидетельствующие о том, что для возбуждения одной рецепторной клетки достаточно одной молекулы пахучего вещества.

Интенсивность обонятельных ощущений зависит от химической природы, концентрации пахучего вещества в воздухе, скорости движения воздуха через нос. Обонятельные клетки очень быстро адаптируются, в пределах минут, и человек перестает ощущать запах. После выхода из такой среды чувствительность быстро восстанавливается.

Вкус – ощущение, возникающее при воздействии некоторых раздражителей на определенные рецепторы, расположенные на поверхности языка. Рецепторы вкуса представлены совокупностью так называемых вкусовых луковиц, возбуждение от которых передается в виде сигналов по нервным путям в центральный отдел вкусового анализатора.

Вкусовые рецепторы способны к адаптации по отношению к горькому и сладкому вкусу.

Кожа. Кожный покров человека представляет собой самый большой орган, обладающий несколькими видами рецепторов, обеспечивающими поступление информации о состоянии окружающей среды. Кожа обладает тактильной, тепловой, холодовой и болевой чувствительностью. Подсчитано общее количество чувствительных точек на всем теле: болевых имеется около 2–4 млн., тактильных – до 500 000, тепловых – около 30 000, холодовых – 25 000. Распределение этих точек по поверхности кожи неравномерное. Особенно много их на участках кожи с повышенной чувствительностью, например, на ладонях, подошвах, лице.

Одной из основных функций кожи является защитная. Так, упругая жировая подстилка и эластичность кожи защищают от растяжения, давления и ушибов. Нормальный роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания, он обладает устойчивостью по отношению к различным химическим веществам. Большое значение имеет устойчивость кожи к микроорганизмам. Кожа принимает участие в терморегуляции (поддержании постоянной температуры тела), так как 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей.

Кроме перечисленных внешних анализаторов существуют внутренние анализаторы, так как для организма важен анализ не только внешнего мира, но и то, что происходит в нем самом. Внутренние анализаторы сигнализируют о состоянии внутренней среды и деятельности внутренних органов. Внутренней средой принято считать кровь (точнее, плазму крови), лимфу и межклеточную жидкость. Постоянство внутренней среды – условие нормального существования организма. Наиболее важные параметры внутренней среды следующие: содержание кислорода, углекислого газа, водородных ионов, ряда минеральных веществ (натрия, магния, кальция и др.), артериальное давление, температура и др. Диапазон колебаний этих параметров очень невелик. Постоянство внутренней среды обеспечивает жизнедеятельность в различных условиях внешней среды.

Нервная система. Беспрерывно изменяющиеся условия окружающей среды требуют постоянного приспособления к ним организма. Только при таких условиях возможно нормальное его существование. Нервная система связывает между собой различные системы и части организма, благодаря чему организм человека в функциональном отношении представляет собой единое целое.

Нервная система человека подразделяется на центральную нервную систему (ЦНС), включающую головной и спинной мозг, и периферическую, которую составляют нервные волокна и узлы, лежащие вне ЦНС.

Центральная нервная система представляет собой совокупность нервных клеток (нейронов) и отходящих от них отростков. ЦНС перерабатывает информацию, которая поступает по нервным волокнам и исходит от них к исполнительным органам.

Периферическая нервная система осуществляет связь ЦНС с кожей, мышцами и внутренними органами.

Нервная система функционирует по принципу рефлекса, которым называют ответную реакцию организма на изменения во внешнем мире или внутренней среде и осуществляющуюся с участием нервной системы. Путь нервного импульса от рецептора через ЦНС до исполнительного органа называют рефлекторной дугой.

В случаях экстремального воздействия на организм опасных и вредных факторов нервная система формирует защитно-приспособительные реакции.

Гомеостаз и адаптация. Постоянное приспособление человека к изменяющимся условиям окружающей среды осуществляется благодаря гомеостазу.

Гомеостаз – относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Организм может выйти из состояния динамического равновесия под влиянием любых воздействий. Саморегуляция физиологических функций, обеспечивающая поддержание жизнедеятельности организма на постоянном уровне, происходит автоматически, при помощи гуморальных и нервных механизмов регуляции. Гуморальная регуляция осуществляется через жидкую внутреннюю среду организма с помощью гормонов, ферментов и т.д. Нервная регуляция обеспечивает быструю и направленную передачу сигналов со скоростью до 80120 м/с в виде нервных импульсов, поступающих к объекту регуляции. Важное свойство живого организма, влияющее на эффективность механизмов регуляции, – реактивность.

Реактивность – способность организма отвечать (реагировать) на раздражители внешней и внутренней среды изменениями обмена веществ и функций.

Компенсация изменений факторов среды обитания оказывается возможной, благодаря активизации систем, ответственных за адаптацию (приспособление).

Вмешательство внешних факторов в состояние гомеостаза приводит к адаптивной перестройке организма, в результате которой одна или несколько функциональных систем компенсируют возможные нарушения и восстанавливают равновесие. При чрезмерно сильных раздражителях эффективная адаптация не формируется и сохраняется нарушение гомеостаза. Вызываемый этими нарушениями стресс достигает чрезмерной интенсивности и длительности, приводя к риску развития заболеваний.

В процессе трудовой деятельности человек расплачивается за адаптацию к производственным факторам перенапряжением или длительным снижением функциональной активности механизмов нервной регуляции как наиболее легко ранимых и ответственных за постоянство внутренней среды.

Таким образом, защитные приспособительные реакции имеют три стадии:

– нормальная физиологическая реакция (гомеостаз);

– нормальные адаптационные изменения;

– патофизиологические адаптационные изменения (развитие заболевания).

Естественные системы защиты организма. Безопасность организма человека, сохранение постоянства внутренней среды и адаптацию к условиям существования обеспечивают естественные защитно-приспособительные системы. К ним относятся некоторые органы чувств: глаза, уши, нос; костно-мышечная система; кожа; кровь; система иммунной защиты; боль, а также защитно-приспособительные реакции, такие, как воспаление и лихорадка.

Веки защищают глаза от чрезмерного светового потока и механического повреждения, способствуют увлажнению их поверхности и удалению со слезой инородных тел.

Уши при чрезмерно громких звуках обеспечивают защитную реакцию, не пропуская во внутреннее ухо благодаря системе блокировки чрезмерно сильные звуковые колебания.

Чихание относится к группе защитных реакций, удаляя из полости носа инородные тела и раздражающие агенты.

Слезотечение возникает при попадании раздражающих веществ на слизистую оболочку верхних дыхательных путей: носа, носоглотки, трахеи и бронхов. Через слезоносный канал слеза попадает в полость носа, смывая тем самым раздражающее вещество.

Боль - сигнал опасности для организма и одновременно защитное приспособление, вызывающее специальные защитные рефлексы и реакции. Боль заставляет человека принять меры для сохранения здоровья. Боль могут вызвать механические, тепловые, электрические и химические воздействия. Болевые ощущения указывают на локализацию процесса и выполняют функцию естественной защиты информационным способом.

Лихорадка также является защитной реакцией, приводя к гибели некоторых микроорганизмов и вирусов.

Поверхностные покровы человека ( кожа и слизистые оболочки)– барьер для проникновения микроорганизмов. Все микроорганизмы на чистой коже гибнут через 10–12 минут, грязная кожа такими свойствами не обладает. Секрет желез дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта служит для них защитой от микроорганизмов.

Слюна содержит лизоцим, обладающий бактерицидными свойствами.

В крови, лимфе и тканевой жидкости находятся «гуморальные факторы защиты» – антитела, биологически активные вещества и гормоны.

Воспаление – защитно-приспособительная реакция организма на воздействие патогенных факторов. Исход для организма благоприятнее, если реакция воспаления протекает более локально.

Фагоцитоз – защитно-приспособительная реакция организма, заключающаяся в узнавании, активном поглощении и переваривании микроорганизмов, инородных частиц, разрушенных клеток специализированными клетками-фагоцитами. Поглощая чужеродные тела и поврежденные клетки, фагоциты гибнут в больших количествах, превращаясь к гной.

Иммунитет (иммунная защита) – способность организма защищать собственную целостность и биологическую индивидуальность. Иммунитет обеспечивает защиту от инфекционных заболеваний, уничтожает раковые клетки.

Допустимое воздействие негативных факторов на человека. Воздействие вредных факторов на организм человека при малых уровнях может быть биологически активным, а при чрезмерных уровнях повреждающим.

Для исключения необратимых биологических эффектов используется ограничение воздействия негативных факторов предельно допустимыми уровнями (ПДУ) или предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

ПДК и ПДУ – это максимальное значение факторов, которые, воздействуя на человека (изолированно или в сочетании с другими факторами) в течение рабочей смены, ежедневно, на протяжении всего трудового стажа, не вызывает у него и у его потомства биологических изменений, даже скрытых и временно компенсируемых, в том числе заболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных возможностей, иммунологических реакций, нарушений физиологических циклов, а также психологических нарушений (снижения интеллектуальных и эмоциональных способностей, умственной работоспособности).

ПДК и ПДУ устанавливают для производственной среды и населенных мест.