3.1. Класифікація та характеристика негативних чинників техногенного середовища

Регіон біосфери в минулому, перетворений людиною за допомогою прямого або непрямого впливу технічних засобів з метою найкращої відповідності своїм матеріальним і соціально-економічним потребам називається техносферою.

Техногенне середовище створене людиною для задоволення своїх потреб у комфортному житлі, вигідних та безпечних умовах праці і, відповідно, поділяється на побутове та виробниче. У побутовому середовищі людина переважно сама відповідає за свою безпеку, а на виробництві існують спеціальні служби нагляду за безпекою (відділи охорони праці, пожежної безпеки тощо).

Техногенне середовище життєдіяльності може бути закритим (у приміщенні) чи відкритим (на вулиці).

До техногенних відносять небезпеки, що виникають у процесі порушення технологій виробництва (людський чинник) або поломки машин і механізмів. Тобто, техногенними називають небезпеки, пов'язані безпосередньо з механізмами, машинами, спорудами, технічними пристроями. Попередження техногенних небезпек можливо заходами, спрямованими на удосконалення техніки.

Людину під час перебування у такому середовищі супроводжують чинники середовища, які поділяються на фізичні, хімічні, біологічні та соціальні. Вони можуть бути сприятливими (корисними), негативними чи небезпечними.

У системі нормативів головне місце займає гігієнічне нормування чинників життєвого середовища. Кожний з чинників, який діє у середовищі, має гранично допустимий рівень (ГДР), за яким виникає небезпека для людини чи можливість виникнення надзвичайної ситуації. На території країни діє більше 1000 регламентів шкідливих речовин у воді водоймищ, більше 500 – в атмосферному повітрі, більше 50 – у ґрунті, більше 100 – в продуктах харчування. Так, наприклад, для характеристики повітря по запиленості і загазованості використовується показник гранично допустимої концентрації (ГДК) шкідливої речовини. При оцінці шумової обстановки – гранично допустимий рівень звуку (ГДР), для оцінки допустимості роботи в умовах іонізуючих випромінювань – гранично допустима доза (ГДД).

Розглянемо деякі чинники небезпек техногенного характеру і їх вплив на людей.

3.1.1. Фізичні чинники

Фізичні чинники справляють на людину енергетичний вплив. Вони можуть бути електричні, бароакустичні, термічні, механічні, електромагнітні, іонізаційні, метеорологічні.

Електричні (електричний струм, статичний електричний заряд, іонізація повітря). При впливі на людину електричний струм може чинити:

а) місцеву дію (опіки, травми від механічних ушкоджень, викликаних електрострумом);

б) загальну дію на весь організм.

Ступінь поразки електрострумом залежить від його величини, а саме:

- 0,01 А – людина відчуває труднощі при відриванні руки від проводу;

- 0,025 А – параліч рук, утруднення дихання;

- 0,05 А – параліч дихання;

- 0,1 А – параліч серця, смерть.

Особливим різновидом електрики є статична електрика, яка з’являється при терті речовин. Тому її називають трибоелектрикою. Джерелами трибоелектрики можуть бути течія діелектричної рідини по ізольованим від Землі трубах, різних шлангах, а також під час перевезення таких рідин у незаземлених цистернах і бочках. Рух дисперсного матеріалу і пилу по трубопроводах супроводжується також трибоелектрикою.

Людина піддається також впливу магнітних факторів, зокрема магнітного поля Землі. Магнітне поле характеризують його напруженістю, що виражається в А/м. Магнітне поле Землі є надійним захистом для живих істот від електрично заряджених космічних частинок. Магнітосфера Землі забезпечує можливість радіозв'язку в межах планети. З ростом широти території збільшується і напруженість магнітного поля. Магнітне поле чуттєве до активності Сонця (поява темних плям) і реагує на неї відомими магнітними бурями Землі.

Бароакустичні (тиск, шум, ультразвук, інфразвук).

Тиск – різке підвищення тиску спричиняє зазавичай вибух. Безпечний тиск менш 10 кПа, понад 10 кПа – викликає травму, більш 100 кПа – смертельну поразку. Джерело зміни тиску – виробничі і побутові аварії або вибухи звичайного чи ядерного заряду.

Шум - безладне сполучення звуків, різних за рівнем і частотою. Джерело шумів – коливання середовища. Одиницею виміру шуму є децибел (дБ). Рівні шумів визначають згідно ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку». Допустима норма – це такий рівень шуму, який діючи протягом тривалого часу, не викликає зниження гостроти сприймання звуку і забезпечує задовільну розбірливість мови на відстані 1,5 м від того, хто говорить. Допустимі межі сили звуку в різних мовах становлять 45-85 дБ, больовий поріг – 140 дБ. У разі постійного шумового фону 70 дБ виникає розлад ендокринної та нервової систем, 90 дБ – порушується слух, 120 дБ – з'являється фізичний біль, який стає нестерпним. Рекомендовані діапазони шумів всередині приміщень різного призначення такі: для сну і відпочинку – 30-40 дБ; для розумової праці – 45-55 дБ; для лабораторних досліджень, роботи з ПК – 50-60 дБ; для виробничих цехів, гаражів, магазинів – 56-80 дБ.

Термічні – мають теплову енергію (нагріті чи охолоджені поверхні та предмети, відкритий вогонь, пожежі). Вони безпосередньо впливають на людину чи побічно, формуючи клімат середовища проживання або мікроклімат робочої зони. В результаті дії підвищених температур у людини виникають опіки, тепловий удар, а в результаті дії понижених температур – обмороження, переохолодження організму.

Механічні (рухомі механізми, предмети чи їх елементи, вібрація, прискорення, удари).

Вібрації – механічні коливання твердих тіл, які людина сприймає як струс (землетрус, транспорт, обертання неврівноважених частин машин і механізмів). Передаються через опорні поверхні людини – загальна вібрація, чи через руки – локальна або місцева вібрація – при роботі з пневмоінструментом.

Електромагнітні (освітленість, електричні та магнітні поля, лазерне, світлове, ультрафіолетове випромінювання, радіохвилі). Основними параметрами є: довжина хвилі, частота коливань і швидкість розповсюдження. Частота коливань визначається в герцах (Гц). В результаті дії електромагнітних факторів розвиваються порушення нервової, серцево-судинної систем, органів травлення і деяких біохімічних показників крові.

Іонізаційні – відрізняються високою енергією, мають властивість іонізувати і руйнувати біологічні об’єкти (рентгенівське, α-, β-, γ- та нейтронне випромінювання). Їх сучасні джерела:

а) викид радіоактивних речовин при аваріях ядерних установок (атомні електростанції, атомні судна, підвідні човни і т.д.);

б) витоки і втрати радіоактивних речовин на підприємствах (промисловості, медицини і науки);

в) витоки радіоактивних речовин при їхньому збереженні і похованні.

Радіоактивність – спонтанне перетворення ядер деяких хімічних елементів (радій, уран, плутоній і ін.), що приводить до зміни їхнього масового числа і масового номера елемента. Радіоактивний розпад супроводжується випромінюванням енергії ядер атомів і характеризується періодом напіврозпаду. Останній є константою природи і не може бути змінений за бажанням людини. Наприклад, для ізотопу урану-235 (²³⁵U) період напіврозпаду складає 710 млн. років, для ізотопу стронцію – 90 (⁹⁰Sr) – 26 років, для ізотопу йоду–131 (¹³¹J) трохи більше 8 діб. Радіоактивний розпад супроводжується трьома видами випромінювання:

- - випромінювання – позитивні частинки рухаються зі швидкістю 20 км/с, володіють великою іонізуючою здатністю, але малою проникаючою здатністю.

- - випромінювання – потік позитронів і електронів внутрішньоядерного походження. Має велику проникаючу здатність. Шлях пробігу в повітрі – кілька метрів.

-  - випромінювання – потік гама квантів. Має дуже високу проникаючу здатність, але іонізуюча здатність істотно менше, ніж для  і  -випромінювань.

Усі ці випромінювання впливають на організм людини, викликаючи променеву хворобу. Припустима доза опромінення – 5 Бер/рік (природний фон чи доза для непрацюючих з радіоактивними речовинами – 0,5 Бер/рік). Норма опромінення за все життя становить приблизно 35 Бер. При разовому опроміненні в 100-200 Бер наступає легкий ступінь променевої хвороби, при 200-400 Бер – середній ступінь і при 400-600 Бер – важкий ступінь, а при більше 600 Бер – украй важкий ступінь з летальним результатом.

1 Бер – еквівалентна доза будь-якого іонізуючого випромінювання в біологічній тканині, що створює той же ефект, що і доза в 1 рад рентген випромінювання.

Метеорологічні (температура, вологість, швидкість руху повітря, атмосферний тиск, газовий склад повітря, освітленість).

Атмосферний тиск – величина тиску повітря, що діє на людей. На рівні моря він дорівнює 1,01·10⁵ Па. Дія тиску на людину в навколишньому середовищі у звичайних умовах врівноважується силами, прикладеними у зворотному напрямі: тиском в клітинах та тканинах організму. Типові зміни атмосферного тиску в межах 0,5-1,3·10⁵ Па не впливають негативно на людину. Підвищений атмосферний тиск зменшує частоту пульсу та дихання, погіршує слух і у разі високого тиску визиває ознаки наркотичної дії азоту: збудження, неможливість зосередження, погіршення пам’яті, порушення координації руху. При тиску 10 кПа можлива втрата свідомості. З підвищенням тиску повітря зростає кількість розчинних в організмі газів, що входять до складу повітря, особливо азоту. З крові азот переходить у тканини та розчиняється в жирах. Під час різкого переходу від високого зовнішнього тиску до нормального азот, що надходить з тканин у кров, може не встигнути виділитись через легені і в крові можливе утворення бульбашок газу. При цьому виникає загроза газової емболії – декомпресійної хвороби. Наявність азоту може привести до важких розладів центральної нервової системи (параліч, порушення мови). У важких випадках у разі потрапляння емболів в коронарні судини серця або судини може настати смерть.

Під час роботи людини в горах, або в процесі повітряних польотів організм перебуває в умовах дії зниженого значення тиску, внаслідок чого може розвинутись висотна хвороба, яка відзначається втомлюваністю, апатією, сонливістю, м’язовою слабкістю, нудотою, підвищенням частоти дихання, кровотечею з носа, горла та кишок, втратою свідомості.

Найчастіше всього зміна тиску є джерелом ураганів, повеней, сніжних бур тощо. Різке підвищення тиску – це звичайний вибух, який викликає у людини травму, а тиск більше 100 кПа – смертельне ураження.

Вологість повітря - це певна кількість парів води в атмосферному повітрі та повітрі закритих приміщень. Висока вологість повітря і низька температура підвищують тепловіддачу. Підвищена вологість повітря та висока температура навпаки ускладнюють тепловіддачу. Знижена вологість повітря та низька температура не впливають на самопочуття людини. Низька вологість повітря при високій температурі негативно впливають на самопочуття людини: підвищується втрата вологості організмом, з’являється сухість слизових оболонок верхніх дихальних шляхів, сухий кашель, голос стає хриплий. Недостатня вологість веде до інтенсивного випаровування вологи зі слизових оболонок, їхнього пересихання.

Швидкість руху повітря. Дія швидкості руху повітря на організм людини пов’язана з її впливом на теплообмін. В умовах високої та низької температури повітря його рух підвищує тепловіддачу. У випадку низької температури рухоме повітря проникає в пори тканини одягу і далі в простір під одягом, витісняючи з нього нагріте повітря.

Людина погано переносить підвищену рухливість повітря, так звані протяги, що викликають простудні захворювання, ревматизм, радикуліти і т.п.

Комфортною температурою для людини є +16…20 °С. При суттєвих відхиленнях від цієї величини знижується працездатність людини. Охолодження у воді для людини настає при +33°С. При температурі води +22°С організм втрачає приблизно 10 кал тепла в годину.