Заняття № 1. Одним з елементів системи “людина – життєве середовище” є середовище життя людини.

Одним з елементів системи “людина – життєве середовище” є середовище життя людини.

Середовище – це і простір для проживання, і дуже важливе джерело ресурсів, воно має великий вплив на духовний світ людей, на їх здоров’я і працездатність.

Навколишнім середовищем називають частину земної природи, з якою людське суспільство безпосередньо взаємодіє у своєму житті, і виробничої діяльності. Воно утворилося у результаті тривалої еволюції планети Земля під впливом людської діяльності, створення так званої “вторинної природи”, тобто міст, заводів, каналів, транспортних магістралей тощо.

Але людина живе у суспільстві, тобто в соціально-політичному середовищі.

Соціально-політичне середовище – це створений людством духовний світ, що охоплює національні, соціальні, економічні, політичні та інші суспільні відносини і вироблені людством протягом усієї історії духовно-культурні цінності, які впливають на людей, формують їхній світогляд, зокрема, обумовлюють поведінку у сфері взаємовідносин із навколишнім середовищем.

Отже, середовище, яке оточує людину, складається із природного середовища, яке формувалося мільйони років у процесі еволюційного розвитку землі і життя на ній; техногенного – створеного людьми у процесі розвитку і господарсько-побутової діяльності (техносфери); соціально-політичного – створеного людством духовного світу.

Природне середовище. Навколишнє природне середовище у більш широкому розумінні – космічний простір, а в більш вузькому – біосфера, зовнішня оболонка Землі, яка охоплює частину атмосфери (висотою 10–15 км), гідросферу (глибиною до 12 км) і верхню частину літосфери (глибиною до 2–5 км), які взаємопов’язані складними біогеохімічними циклами міграції речовин і енергії.

Земля – одна з планет сонячної системи, найбільша між планетами земної групи (Меркурій, Венера, Марс, Земля), середній радіус – 6 371 км, відстань до Сонця – 150 млн. км, маса Землі складає 1/330 000 від маси Сонця. Сонце – найголовніша зірка сонячної системи, температура поверхні близько 6 000о С. Земля отримує від Сонця всього одну двомільярдну частину сонячного випромінювання. Цього досить, щоб обігріти Землю та постачати необхідною енергією весь рослинний та тваринний світ.

Атмосфера – це газова оболонка Землі, яка обертається разом із нею. Густина і тиск атмосфери швидко зменшуються з висотою: на поверхні Землі середня густина повітря складає 1,22 кг/м3, на висоті 10 км вона змінюється від 8,8 кг/м3 до 0,41 кг/м3, а на висоті 100 км – зменшується до 8,8 х 10^-7 кг/м3. Тут, на висоті 100 км, атомам 1 молекули повітря дуже просторо. Наприклад, молекула азоту може вільно пролетіти близько 10 см, не зіткнувшись із жодною молекулою. А на поверхні Землі в 1 см3 повітря міститься 2,7 х 10¹⁹ молекул азоту.

Дуже своєрідні і кліматичні умови в атмосфері. Атмосфера поділяється на шари, в яких з висотою змінюється температура. На висоті 8–10 км температура складає 40–50 ^оС нижче нуля, а на висоті біля 60–70 км знаходиться повітряний шар з досить помірною температурою, близькою до 0о С. Причини виникнення цього теплого шару атмосфери пояснюються явищем абсорбції (поглинання) молекулами озону і кисню ультрафіолетового випромінювання Сонця. Саме тут проходить озоновий захист життя Землі від жорсткого, знищуючого все живе випромінювання Сонця.

Енергія радіації, що абсорбується, переходить у теплову енергію газових молекул. Сонячна радіація, яка проходить до земної поверхні, має зовсім безпечні межі, а всі ультрафіолетові промені з меншою довжиною хвилі в’язнуть у цьому невидимому, легкому, але непроникливому шарі повітряного океану.

Далі від Землі, на висоті близько 80 км, температура повітря знову падає. І дуже суттєво – до 85^о С, а потім починає неухильно зростати. На висоті між 200–300 км вона перевищує вже 700 ^оС і продовжує зростати далі.

Як далеко тягнеться наша повітряна оболонка, що надійно захищає нас від вторгнення космосу з його холодом, випромінюваннями та бомбардуванням космічними тілами? Точно назвати її товщину важко. Газова сфера Землі “реєструється” на висотах до 1 100 км, але простягається, мабуть, і далі, до висоти 20 тис. км.

З віддаленням від Землі змінюється не тільки густина повітря, але і його склад. Склад по-вітря залишається порівняно постійним на висотах до 100 км. До складу атмосфери входять: азот – 78,08%, кисень – 20,95% і аргон – 0,93%. На долю вуглекислого газу, неону, гелію та всіх інших газів, які присутні в повітрі у мінімальній кількості, припадає трохи більше ніж 0,3 %.

У природних шарах атмосфери, особливо в містах, склад повітря змінюється. Важливою змінною складової атмосфери є вуглекислий газ. Ще 100 років назад вміст вуглекислого газу в повітрі був 0,0298%, тепер – 0,0318%, а в містах – ще вищий. Цікаво, що акселерацію – приско-рений і посилений ріст дітей, особливо в містах, – деякі вчені пояснюють підвищеним вмістом СО₂ у повітрі. Навіть незначне збільшення вмісту вуглекислого газу в повітрі значно посилює дихальний процес, починається швидкий ріст грудної клітини і відповідно – всього організму.

Приблизно до висоти 400–600 км зберігається переважно киснево-азотний склад атмосфери. Істотна зміна складу повітря стає помітною лише з висоти близько 600 км. Тут починає переважати гелій. “Гелієва корона Землі”, як назвав гелієвий пояс В.І. Вернадський, простягається приблизно до висоти 1 600 км від поверхні Землі, а далі, вище 2–3 тис. км, перевагу має водень. Так поступово газова оболонка Землі переходить у міжзоряний газ, який складається з водню (76 % за масою) і гелію (23 %).

Цікаво, що наша земна атмосфера за складом різко відрізняється від атмосфер інших планет сонячної системи. Наші близькі сусіди – Венера і Марс – мають в основному вуглекислу атмосферу, а дальні – Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун – оточені гелієво-водневою атмосферою, порівняно багато в їх атмосферах і метану.

За характером зміни різних параметрів атмосфери Землі поділяють на такі шари: тропосфера (9–18 км), стратосфера (50–55 км), мезосфера (80–90 км), термосфера (90–800–1 000 км) і екзосфера (вище 800–1 000 км).

За складом повітря виділяють також озоносферу, яка приблизно співпадає зі стратосферою і має максимальну концентрацію озону О3 на висотах 20–25 км. Основна маса озону сконцентрована на висотах 10–15 км, але озон присутній також у приземному шарі повітря (де він відіграє важливу роль у фотохімічних перетвореннях продуктів антропогенних забруднень атмосфери) і на висотах 50–80 км, де відбуваються основні процеси природного утворення і руйнування озону.

Атмосферне повітря – один із найважливіших природних ресурсів, без якого життя на Землі було б абсолютно неможливим. Атмосферний кисень О2 необхідний для дихання людей, тварин, переважної більшості рослин і мікроорганізмів. Організму людини і тварин у необхідне постійне надходження кисню. Основне джерело утворення кисню – це фотосинтез зелених рослин. Підраховано, що рослини за рік виділяють в атмосферу близько 70 млрд. т кисню. Близько 80 % усього кисню в атмосферу постачає морський фітопланктон, 20 % виробляє наземна рослинність.

Вуглекислий газ – це обов’язковий компонент фотосинтезу рослин. Він надходить в атмосферу внаслідок виверження вулканів, розпаду органічних речовин, дихання живих організмів, виділення з поверхні теплих океанів, а витрачається атмосферою на фотосинтез рослин, розчинення в холодній воді океанів, перетворення силікатів вивітрюваних гірських порід у карбонати. Рослини за рік поглинають близько 100 млрд. т оксиду вуглецю, тобто близько 6 % усього наявного вмісту його в атмосфері. Важливим фактором стабілізації вмісту оксиду вуглецю є світовий океан, у водах якого розчинено принаймні в сто разів більше оксиду вуглецю, ніж його є у всій атмосфері.

З основних компонентів атмосфери найбільше змінюється вміст у повітрі водяної пари. Вміст водяної пари в атмосфері визначається співвідношенням процесів випарювання, конденсації і горизонтального переносу. Водяна пара – це джерело утворення хмар, туманів, опадів. Наявні в атмосфері водяна пара і двооксид вуглецю захищають земну поверхню від надмірного охолодження, створюючи так званий “парниковий ефект”: якби не було атмосфери, то середня температура поверхні земної кулі була б не +15, а –23^о С.

Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, впливає на її радіаційний та водяний баланс. Одним з найважливіших факторів, що визначають стан атмосфери, є її взаємо-дія з океаном, процеси газообміну і теплообміну між ними суттєво впливають на клімат Землі.

Клімат – це багаторічний режим погоди, властивий тій чи іншій місцевості. Кліматичні умови Землі створюються внаслідок взаємопов’язаних процесів теплообміну, вологообміну і за-гальної циркуляції атмосфери. Клімат характеризується середніми показниками світла, темпе-ратури, вологості повітря, рівнем опадів, радіації, атмосферного тиску, напрямками вітрів тощо.

Вологість визначається місцем на Землі і кліматичними умовами та залежить від пори року та доби. Вологість повітря суттєво впливає на теплообмін організму з навколишнім середовищем, має велике значення для життєдіяльності людини. За низької температури і високої вологості повітря підвищується тепловіддача і людина зазнає охолодження; при високій температурі і високій вологості повітря тепловіддача різко скорочується, що призводить до перегрівання організму, особливо при виконанні фізичної роботи. Висока температура краще переноситься, якщо вологість понижена. Найбільш сприятливою для людини є відносна вологість повітря (40–60 %).

Освітленість від природних джерел світла змінюється в широких межах залежно від пори доби і року, складу атмосфери.

Фоновий рівень радіації утворюється за рахунок сонячної радіації й іонізуючого випромінювання природних радіоактивних речовин. Рівень сонячної радіації визначається кількістю сонячних днів і активністю Сонця.

Життєдіяльність організму людини як складової біологічної системи протікає в певних межах, установлених природою. Умови обстановки у навколишньому середовищі в межах природних змін його параметрів називаються нормальними умовами.

Стан атмосфери в даному місті у певний момент або за обмежений проміжок часу характеризує погоду. “Живучи в погоді”, людина відчуває вплив на організм гігантських космічних та планетарних сил.

Великий вплив на погоду та життєдіяльність людини мають процеси, які відбуваються на Сонці. Виплески сонячної активності розігрівають зовнішні шари атмосфери Землі, змінюють їх густину і хімічний склад, могутні потоки заряджених частинок і випромінювань вторгаються в атмосферу, переколочують усю повітряну оболонку. Від цього змінюється і сама погода, і реакція на її зміни в організмі людини.

Гідросфера – це водяна оболонка Землі. До надземної частини гідросфери, що вкриває 70 % поверхні Земної кулі, належать океани, моря, озера, ріки, а також льодовики, в яких вода пе-ребуває у твердому стані. Основна частина води (понад 80 %) перебуває у глибинних зонах Землі – в її мантії. Підземна частина гідросфери охоплює ґрунтові, підгрунтові, напірні й безнапірні води, тріщинні води і води карстових порожнин у легкорозчинних гірських породах (вапняках, гіпсах тощо).

Усі форми водних мас переходять одна в одну у процесі перетворення. Вода у біосфері перебуває у безперервному русі, бере участь у геологічному та біологічному кругообігах речовин.

Вода є основою існування життя на Землі. Для величезної кількості живих організмів, особливо на ранніх етапах розвитку біосфери, вода була середовищем зародження та розвитку. Без води неможливий фотосинтез, який відбувається в зелених рослинах і лежить в основі біологічного кругообігу речовин на нашій планеті. Вода – своєрідний мінерал, який забезпечує існування живих організмів на Землі. Живі організми на 60–98 % складаються з води, і всі їхні життєві функціональні процеси пов’язані з нею. Цікаво, що чоловіки більшою мірою містять у собі воду (60–62 %), ніж жінки (приблизно 50 %). Найбільша кількість води – 70 % – міститься у тканинах тіла людини. Серце людини протягом доби перекачує 10 000 літрів крові (біля 1 000 літрів води). 100 літрів води фільтрують нирки.

Обмін речовин в організмах можливий лише за наявності води, бо майже всі хімічні, колоїдно-хімічні та фізіологічні процеси відбуваються у водних розчинах органічних та неорганічних речовин або за обов’язкової участі в них води. Процеси травлення і засвоєння їжі у травному каналі та синтез живої речовини в клітинах організмів відбуваються виключно у рідкому середовищі. Щодобово людина вживає 2–2,5 літра води. Втрата організмом лише 10–20 % води веде до його загибелі. Без води людина може прожити не більше 5-ти діб.

Без води не може існувати й людська цивілізація, бо вода використовується людьми не лише для пиття, а й для забезпечення своїх санітарно-гігієнічних та господарсько-побутових потреб. Вода використовується у промисловості, побуті, сільському господарстві як джерело енергії. Багато джерел і водоймищ мають лікувальне призначення.

Але для більшості людських потреб придатна не будь-яка вода, а прісна – з вмістом мінеральних солей до 1 г/л. Незважаючи на величезні обсяги гідросфери (16 млрд. м3 води), прісні води становлять менше 3 % її об’єму. Доступною для використання є лише невелика частина прісних вод, зосереджена у прісноводних озерах, водосховищах, річках та підземних водоносних горизонтах. Забезпеченість річковою водою України дуже мала. Цей дефіцит річкової води доводиться надолужувати використанням підземних вод, яких у нашій країні чималий запас. Головними джерелами річкової води в Україні є: Дніпро, Дністер, Південний Буг, Тиса, Прут, малі річки (понад 63 000).

Не всяка прісна вода може використовуватись людьми. До якості води висуваються певні вимоги залежно від галузей її використання. Вода повинна відповідати санітарним вимогам – гранично допустимим нормам (ГДН) вмісту тих чи інших компонентів, що забезпечують склад і властивості води. Така вода повинна бути безпечною щодо бактеріального складу, нешкідливою за вмістом і складом розчинених хімічних речовин. В основі гігієнічного нормування якості питної води лежить відповідність її санітарним умовам безпеки в епідеміологічному, патофізіологічному і токсикологічному відношеннях, а також – естетичним вимогам (нормальної реакції людини). Якщо джерела водопостачання не відповідають нормам, їх заздалегідь очищують. Проте є такі забруднення, які усунути неможливо, тому така вода для використання непридатна.

До води, що використовується для технічних потреб, виставляються вимоги залежно від конкретного технологічного процесу. Вода не повинна викликати корозії механізмів, труб, апаратури, з якими контактує. Тому часто перед її використанням необхідною стає водопідготовка, тобто підвищення якості води: очищення, пом’якшення, знесолювання, знекислювання, лугування, нейтралізація, дегазація.

Показники хімічного складу води визначаються нормами вмісту – гранично допустимими концентраціями (ГДК) речовин, які з’явилися у природній воді внаслідок промислового, сільськогосподарського і комунально-побутового забруднення. ГДК обмежують загальну мінералізацію води, вміст хімічних речовин, загальну жорсткість і рН.

Літосфера – тверда оболонка Землі. Наша планета Земля – є стиснута з полюсів куля – геоїд. Будова Землі неоднорідна. Вона складається із трьох оболонок – земної кори, мантії та ядра, де різко змінюються швидкості пружних сейсмічних хвиль, викликаних землетрусами або штучними вибухами.

Товща земної кори під ложем океану досягає 5–12 км, у рівнинних регіонах – 30–40 км, а під горами – 50–70 км. Мантія Землі простягається нижче земної кори до глибини 2 900 км від поверхні, ядро – до її центру, тобто глибини 6 370 км. Відповідно до глибини зростає тиск і щільність гірських порід, підвищується їх температура. Вважають, що температура ядра Землі не перевищує 5 000 ^оС. Джерела внутрішньої теплової енергії Землі ще не достатньо з’ясовані. Головними з них вважають радіаційний розпад елементів та перерозподіл матеріалу за щільністю в мантії, який супроводжується виділенням значної кількості тепла.

Зовнішня тверда оболонка Землі, яка включає земну кору з частиною верхньої мантії Землі і складається з осадових, вивержених і метаморфічних порід, називається літосферою. Товщина літосфери на континентах і під океанами відрізняється і становить у середньому 25–200 і 5–100 км. Переважна частина земної поверхні – це рівнини континентів і океанічного дна. Основна частина літосфери складається з вивержених магматичних порід (95 %), серед яких на континентах переважають граніти, а в океані – базальти.

Літосфера є середовищем усіх мінеральних ресурсів, одним з основних суб’єктів антропогенної діяльності людини. У верхній частині континентальної земної кори розвинені ґрунти, значення яких для людини важко переоцінити. Ґрунт – органічно-мінеральний продукт багаторічної (сотні тисяч років) спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла та світла є одним з найважливіших природних ресурсів. Залежно від кліматичних і геолого-географічних умов, ґрунти мають товщину від 15 – 25 см до 2 – 3 м.

Ґрунти виникли разом із живою речовиною і розвивалися під впливом діяльності рослин, тварин і мікроорганізмів, доки не стали дуже цінним для людини родючим субстратом. Сучасні ґрунти складаються із суміші мінеральних часток (продукти руйнування гірських порід) та органічних речовин (продукти життєдіяльності біоти та мікроорганізми і гриби). Ґрунти відіграють величезну роль у кругообігу води, речовин і вуглекислого газу.

Ґрунти мають велике значення для життя. Без ґрунту не можливе життя рослин і тварин на суші, бо ґрунт для них є основою їх життя. Він є джерелом мінеральних, органічних і органіч-но-мінеральних речовин і унікальною лабораторією, в якій відбуваються процеси розкладу та синтезу органічних речовин, а також фотохімічні процеси. Ґрунти є основним джерелом отримання продуктів харчування людей. Він впливає на формування здоров’я людини, є основним фактором, що формує геохімічні процеси, від яких залежить хімічний комплекс організму людини. Ґрунт є також джерелом мінеральних речовин, необхідних для циклу обміну речовин, для росту рослин, які вживають люди і тварини.

З різними породами земної кори, як і з її тектонічними структурами, пов’язані різні корисні копалини: горючі, металічні, будівельні, а також такі, які є сировиною для хімічної харчової промисловості.

У межах літосфери періодично відбуваються сучасні фізико-географічні процеси (зсуви, селі, обвали, ерозія), які мають величезне значення для формування екологічних ситуацій у різних регіонах планети.

Людина давно мешкає в середовищі, антропогенно зміненому, трансформованому під впливом своєї діяльності – техносфері. У життєвому циклі людина і навколишнє середовище її життя створюють постійно діючу систему “людина – довкілля”.

Довкілля – навколишнє середовище людини, обумовлене в даний момент сукупністю факторів, здатних чинити пряму або непряму, негайну або віддалену дію на людину, її здоров’я і життя.

З появою людей на Землі почався вплив їх діяльності на кругообіг речовин та енергетичний обмін у біосфері, почалася трагедія біосфери наслідком якої може бути колапс біосфери або зникнення людини. Людство, розростаючись чисельно і розповсюджуючись на планеті, автоматично і неминуче відтиснуло інших мешканців природи. Та і саму природу воно відкинуло на задвірки біосфери, замінюючи останню вже не ноосферою Вернадського, а техносферою або біотехносферою.

Техносфера – це регіон біосфери в минулому, перетворений людиною за допомогою прямого або непрямого впливу технічних засобів з метою найкращої відповідності своїм матеріальним і соціально-економічним потребам.

Створюючи техносферу, людина прагнула до підвищення комфортності довкілля, до росту комунікабельності, до забезпечення захисту від природних негативних впливів. Все це пози-тивно позначилось на умовах життя і в сукупності з іншими факторами (покращання медичного обслуговування тощо) відбилося на тривалості життя людей: мідний, бронзовий, залізний віки – 30 років; до початку ХІХ століття – 35 – 40 років; у кінці ХХ століття – 60 – 63 роки.

Але створення руками і розумом людини техносфери, призначеної максимально задовольняти її потреби у комфорті і безпеці, далеко не виправдувала надії людей. Нераціональна господарська діяльність, багаторазово підсилена здобутками науково-технічного прогресу, призвела до пошкодження і вичерпання природних ресурсів, зміни регенераційних механізмів біосфери, деформації сформованого протягом багатьох мільйонів років природного кругообігу речовин та енергетичних потоків на планеті, порушення динамічної рівноваги глобальної земної соціоекосистеми.

У глобальній екосистемі (біосфері), яка є одним цілим, ніщо не може бути вигране або втрачене. Усе, що добуте з неї людською працею, повинно бути повернене. Платежу за цим “векселем” неможливо уникнути, він може бути лише відстрочений.

Техносфера багатопланова, вона включає в себе регіони міста, промислової зони, виробниче і побутове середовище. Отже, техносферу можна поділити на виробниче і побутове середовище.

Виробниче середовище – це простір, в якому здійснюється трудова діяльність людини. Людина створила це середовище в процесі своєї трудової діяльності. Щоб жити, людина має забезпечити своє життя, насамперед матеріально. Матеріальне виробництво – передусім, це діяльність, спрямована на освоєння навколишнього природного середовища. Воно включає в себе промисловість і сільськогосподарську діяльність. Матеріальне виробництво є основою суспільного розвитку, тому що саме воно задовольняє найрізноманітніші людські потреби. Провідну роль у системі матеріального виробництва відіграли: 1) аграрне виробництво, що домінувало у системі на Європейському континенті практично до початку XVIII ст.; 2) промислове виробництво, яке розпочалося з того моменту, коли пара й машина здійснили революцію в промисловості; 3) інформаційне виробництво – виробництво знань, що все більше перетворюється на визначальну форму праці. На третьому етапі виробництво ідей, знань, інформації виходить на перший план. Ми вступаємо в нову еру – інформаційний вік. Основним видом економічної діяльності є виробництво, збереження і розповсюдження інформації.

Виробниче середовище містить комплекс підприємств, організацій, установ, засобів транспорту, комунікації тощо. Виробниче середовище характеризується повними параметрами, які специфічні для кожного виробництва, такими як: рівень шуму, вібрації, радіації, теплового та електромагнітного випромінювань, ступінь загазованості та ін. Перелічені параметри людина визначає сама, проектуючи і створюючи ті чи інші об’єкти, але вони не повинні перевищувати встановлених нормативів і зобов’язані створити безпечне комфортне середовище для здійснення трудової діяльності.

Життєдіяльність безпосередньо пов’язана з виконанням певного виду роботи та продук-тивністю праці, яка визначається, перш за все, людським фактором, засобами виробництва, технічними та організаційними умовами праці, впливом навколишнього середовища.

Побутове середовище – це середовище проживання людини, що містить сукупність житлових будівель, споруд спортивного і культурного призначення, а також комунально-побутових організацій і установ.

Параметрами цього середовища визначають: розмір житлової площі на людину, ступінь електрифікації, газифікації житла, наявність централізованого опалення, холодної та гарячої води, рівень розвитку громадського транспорту та ін.

За звичайних умов параметри побутового середовища підтримуються самими людьми, які проживають у регіоні. Але під впливом тих чи інших факторів, перш за все, природного чи військового характеру, параметри можуть вийти за межі встановлених норм, і тоді може виникнути загроза не тільки здоров’ю, а й життю людей.

Ноосфера. Тварини та рослини своєю діяльністю за життя та біомасою після смерті мільярди років створювали та вдосконалювали умови, сприятливі для життя, тобто біосферу, перш ніж з’явилася людина, яка через кілька сотень тисяч років стала руйнувати її своєю нерозумною діяльністю.

У 1875 р. австрійський вчений Едуард Зюсс визначив біосферу як особливу оболонку Зем-лі, утворену живими організмами, або, іншими словами, як сукупність живих тіл, що населяють Землю, як зону органічного життя, що охоплює взаємодію атмосфери, літосфери та гідросфери.

Сучасне розуміння біосфери було запроваджено видатним українським вченим, організатором і першим президентом Всеукраїнської Академії наук Володимиром Івановичем Вернадським. На підставі праць В.І. Вернадського та його послідовників біосфера визначається як загальнопланетна оболонка, до складу якої належать нижні шари атмосфери, гідросфера та верхні шари літосфери. Її склад і будова зумовлені сучасною і минулою життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів. Вона є наслідком взаємодії живих і неживих компонентів, термодинамічно відкритою, самоорганізованою, динамічно урівноваженою, стійкою, глобальною системою.

Вернадський В.І. дав таке визначення біосфери: “Біосфера – це оболонка життя – область існування живої речовини”. Він зазначив, що жива речовина, так як і біосфера, має свою особливу організованість. Організованість не є механізмом, вона різко відрізняється від механізму тим, що безперервно знаходиться в становленні, у русі всіх її найдрібніших матеріальних та енергетичних частинок.

Земна оболонка, біосфера, що охоплює всю земну кулю, має різко уособлені розміри; значною мірою вона обумовлюється існуванням у ній живої речовини – заселена нею, та неживої. Між неживою частиною, неживими природними тілами і живою речовиною, що її населяє, постійно існує обмін. Цей обмін у часі виражається рівновагою, що закономірно змінюється і прагне до стійкості.

Організованість є однією з головних особливостей біосфери, і ця особливість визначається способом існування живого природного тіла. Живе виступає у біосфері організатором потоків речовини та енергії, що прагнуть до замкненості за принципами циклічності.

На думку Вернадського В.І., організованість біосфери повинна розглядатися як рухома рівновага.

Важливою особливістю біосфери є її стабільність, підтримання динамічної рівноваги між різноманітними компонентами біосфери. Стабільність біологічних структур виражає не просто їх незмінність, а виступає у формі динамічної стабільності, що являє собою єдність стабільності і пластичності, причому остання – специфічна умова гомеостазу системи в цілому. Стабільність стану характеризується деякою рівновагою системи, нестабільність – порушенням рівноваги певної системи у певному напрямі. Рівновага виражає баланс сил, які намагаються вивести систему з рівноваги, і тих, які намагаються зберегти її.

Аналізуючи процеси у біосфері землі, Вернадський В.І. дійшов висновку, що еволюція видів переходить в еволюцію біосфери, і відзначив, що спостерігається перехід біосфери в якісно новий стан – ноосферу.

Вернадський В.І. зазначив, що біосфера еволюціонує, поява людини і зміни, внесені в біосферу людською діяльністю, є природним етапом цієї еволюції, внаслідок якого біосфера з необхідністю повинна докорінно змінитись і перейти у свій новий стан – ноосферу – сферу людського розуму, тобто в таку біосферу, в якій людська свідома діяльність стає визначальним фактором існування та розвитку. Він зазначав, що на наших очах біосфера різко змінюється: перебудова її наукою через організовану людську працю не є випадковим явищем, що залежить від волі людини, але є стихійним природним процесом, корені якого лежать глибоко, і готувала еволюційним процесом, тривалість якого вимірюється мільйонами років.

З точки зору історичного часу, життя людського індивіда, ми можемо говорити лише про те, що ноосфера є своєрідним “світлим майбутнім” для людства, єдиною альтернативою вмиранню природи внаслідок людської діяльності щодо її перетворення, а також смерті самої людини як біологічної істоти, що буде позбавлена природних умов свого існування. Тому “переведення” біосфери в її якісно новий стан – ноосферу – є одним із найважливіших завдань, які стоять перед людством сьогодні.

Чому ж перед людством “виникає питання про перебудову біосфери”? Проблема полягає в тому, що в силу специфіки свого способу існування людина, ставши істотою соціальною, перестає пристосовуватись до навколишнього природного середовища, як інші живі організми, а пристосовує його до своїх цілей і потреб.

Освоєння природного простору людиною призводить до того, що людина, втручаючись у кругообіги речовини та енергії у біосфері, порушує функціонування механізмів підтримки динамічної рівноваги між її складовими частинами. Якщо на ранніх етапах існування суспільства природа була здатною справлятись з цими порушеннями за допомогою своїх традиційних методів встановлення рівноваги, то з наростанням об’єму знань людства, а разом з тим і сукупної продуктивної сили, їй стає все тяжче робити це без серйозних наслідків для існування самої біосфери. Біосфера почала швидко втрачати здатність до відтворення своїх основних функцій, вона “не встигає” переробляти результати людської діяльності. Людина також створила багато таких речовин, які не існували в природі до неї і для яких вона не виробила способів та механізмів утилізації.

Перед людством постала реальна загроза деструкції механізмів підтримки та відновлення основних функціональних характеристик біосфери, знищення природи як сукупності умов існування біологічного людського організму, самознищення людства. Локальні екологічні катастрофи зливаються в єдине ціле, глобальна екологічна криза, викликана людською діяльністю, загрожує перерости у глобальну екологічну катастрофу, коли процеси руйнування природи матимуть необоротний характер.

Збереження умов біологічного існування людини залежить саме від того, що й породило їй загрозу – особливість людського способу буття.

Вернадський В.І. вірив у людський розум, гуманізм наукової діяльності, перемогу добра та краси. Ноосферу потрібно сприймати як символ віри, як ідеал розумного втручання людини у біосферні процеси під впливом наукових досягнень. Треба в неї вірити, надіятись на її прихід, уживати відповідні заходи.

Як було визначено раніше, людина – це соціальна істота (суспільна), і живе вона в соціально-політичному середовищі. Вона виходить у світ разом з іншими. Спілкування формує мову, розвиває мислення, почуття. Діяльність створює спільну основу існування. Створюється особливий, відмінний від тваринного, спосіб життя, що закріплюється різноманітними інститутами, нормами, символами, сукупність яких становить світ великої людської культури.

Соціум – це система підрозділів і сфер суспільного життя, гармонійна взаємодія котрих забезпечує цілісність суспільства, і навпаки – дисгармонія її веде до суттєвих конфліктів і деформацій. Суспільство – це сукупність історично складених форм спільної діяльності людей.

Сфера суспільного життя містить у собі різнопланові процеси, стосунки, цінності, інститути, чинники як матеріальні, так і ідеальні, об’єктивні і суб’єктивні.

Виділяють такі сфери суспільного життя:

– матеріальну – охоплює процеси матеріального виробництва, розподілу, обміну, споживання;

– соціально-політичну – включає соціальні та політичні стосунки людей у суспільстві – класові, національні, групові, міждержавні тощо. Саме ця сфера охоплює такі явища й процеси, як революція, реформа, еволюція, війна, класова боротьба. У цій сфері функціонують такі соціальні інститути, як партія, держава, громадські організації;

– духовну – це широкий комплекс ідей, поглядів, уявлень, тобто весь спектр виробництва свідомості, трансформації її від однієї інстанції до іншої (засоби масової інформації), перетворення на індивідуальний духовний світ людини;

– культурно-побутову – це такі явища, як виробництво культурних цінностей, життя сім’ї, побутові проблеми (організація відпочинку, вільного часу), освіта, виховання тощо.

Усі сфери суспільного життя взаємопов’язані. Важливу роль у суспільстві відіграють соціальні відносини, які втілюють у собі норми економічного, політичного, правового, морального життя суспільства, а також суспільні правила життєдіяльності й поведінки людей. Соціальні відносини виникають між людьми у процесі їх діяльності та спілкування. Вони характеризують життєдіяльність людини і поділяють на економічні, соціально-політичні, ідеологічні, культурні, побутові, сімейні та інші.

В основі суспільних відносин лежать індивідуально-суспільні інтереси і потреби людей. У суспільстві постійно виникають і вирішуються різноманітні суперечності, зіткнення інтересів, суспільних цінностей, відносин. Завершальним етапом механізму вирішення суперечностей у системі суспільних відносин є конфлікт. Усе історичне суспільство постає перед нами як конфліктне. У цьому зв’язку конфлікт є не відхиленням від норми, а нормою співіснування людей у соціумі, формою встановлення пріоритетів у системі інтересів, потреб, суспільних відносин взагалі. Люди конфліктують із різних причин – економічних, політичних, соціальних, екологічних, моральних, релігійних, ідеологічних тощо. Конфлікти бувають різними: між країнами і народами, соціальними верствами й націями, підприємствами та установами, робітниками й адміністрацією, підприємцями та екологами, студентами й викладачами, чоловіками та жінками, молодшим і старшим поколінням.

Люди у процесі життєдіяльності об’єднуються в соціальні групи. Соціальна група – це сукупність певного числа людей, об’єднаних спільним інтересом чи спільною справою. Об’єднання людей у соціальні групи відбувається на засадах не лише матеріальних інтересів. Деякі групи (релігійні) ґрунтуються на засадах духовності. Є групи, в основі яких лежать кревні зв’язки, взаємодопомога, відповідальність (рід, сім’ї тощо). Людей єднають також спільні етнічні особливості (народ, нація), соціально-політичні інтереси (партія, держава), громадсько-моральні та культурні пристрасті (суспільні організації, братства, спілки тощо).

Необхідно розрізняти малі, середні й великі соціальні групи.

Малі соціальні групи – це групи, що об’єднують до декількох десятків осіб: сім’я, первинні виробничі об’єднання (бригади), сусідські спільності, дружні (товариські) компанії, шкільний клас тощо.

Середні соціальні групи – групи, що об’єднують жителів одного села чи міста, працівників одного заводу, викладачів одного навчального закладу.

Великі соціальні групи – класи, етнічні спільності (нація, народність, плем’я), вікові групи (молодь, пенсіонери), статеві об’єднання (чоловіки, жінки) – це численні об’єднання людей (до декількох десятків і сот мільйонів).

Негативні фактори навколишнього середовища

Якісний стан компонентів середовища буття людини значно впливає на рівень її здоров’я, життєдіяльності та тривалості життя.

Компоненти природного середовища (повітря, вода, харчові продукти, ґрунт) містять усі життєво необхідні для організму фактори: кисень, який надходить в організм з повітрям, воду, білки, жири, вуглеводи, мінеральні солі, вітаміни. Ці ж компоненти навколишнього середовища підтримують необхідні для життя організму рівні температури і вологості повітря, наявність і природний рівень радіоактивності, напруження магнітного поля, шумовий режим.

У процесі життя і виробничої діяльності людина неминуче вносить у середовище, що її оточує, певні зміни, які стосуються як хімічного і біологічного стану середовища, так і умов існування людини. Ці зміни впливають на параметри клімату, особливо в районах з високою концентрацією населення та виробництва, і ведуть до зміни складу атмосфери.

У результаті енергетичного забруднення підвищується енергетичний вплив на людину, який створюють промислові та енергетичні підприємства, об’єкти енергетики, зв’язку, транспорту. Збільшення енергоозброєності промисловості сільського господарства і особливо побуту підвищує загрозу негативного її впливу на людей і збільшує ризик небезпеки.

Сучасне промислове виробництво забруднює навколишнє середовище газоподібними, твердими відходами, тепловими викидами, електромагнітними полями, ультрафіолетовими, інфрачервоними, світловими, віброакустичними та іонізуючими випромінюваннями, радіоактивними речовинами та іншими фізичними і хімічними факторами небезпек.

В останні десятиліття у суспільстві загострилися соціальні фактори небезпек. Формування засад ринкової економіки створило в Україні принципово нову соціальну ситуацію. Нова соціальна структура в Україні складається з таких соціальних груп: дуже багаті, багаті, середні, бідні та злиденні. Становище ускладнюється тим, що активна, кваліфікована та працездатна частина українського суспільства не має змоги заробляти на пристойне існування. Старше покоління абсолютно не готове до нової поведінки в нових умовах. В українському суспільстві з’явилися такі процеси та явища, як агресивність, егоїзм, цинізм та апатія. За таких обставин різко зросли злочинність, самогубство, наркоманія, алкоголізм, проституція та інше.

Останнім часом загострилося чимало молодіжних проблем, серед яких найголовнішими є: низький рівень життя; безробіття і значна економічна та соціальна залежність від батьків; великий рівень розлучень, низька народжуваність, матеріальна незабезпеченість, відсутність умов для покращання житла; поганий стан здоров’я і зростання рівня соціальних відхилень (злочинність, пияцтво, наркоманія, проституція); втрати ідеалів, перспективи життєвого оптимізму.

Дія електричного струму на організм людини

Електричний струм – це спрямоване переміщення електричних зарядів усередині провідної речовини (усередині металів, рідких провідників і т. д.).

Електричний струм, проходячи через тіло людини, обумовлює перетворення електричної енергії в інші види і спричиняє термічну, електролітичну та біологічну дії.

Термічна дія полягає в тому, що струм, проходячи через тіло людини, нагріває його, як і будь-який провідник, через який він проходить. Для використання цієї властивості електричного струму працюють електронагрівальні прилади.

Таким чином, проходячи через органи людського тіла, електричний струм може викликати їхні опіки, обвуглювання тканин і всього тіла.

Електролітична дія полягає в тому, що електричний струм має властивість розщеплювати кислотні, лужні й інші провідні рідкі розчини на складові частини.

Проходячи через тіло людини, що, як відомо, складається на 70 % із води (протоплазма клітин, кров і т. д.), він справляє подібну електролітичну дію, розщеплюючи протоплазму і кров. У результаті клітини втрачають спроможність до нормального існування, обміну речовин і т. д.

Біологічна дія електричного струму полягає в тому, що при його проходженні відбувається подразнення і збудження живих тканин організму і порушення внутрішніх біологічних процесів. У результаті можуть відбуватися мимовільні рухи кінцівок, голови, інших органів; може змінитися ритм биття серця (настає так звана фібриляція, некерована вібрація серця); порушується робота легень.

Механічна дія електричного струму може призводити до розриву тканин внаслідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари з тканинної рідини і крові; до вивихів, переломів. Дія електричного струму може призвести як до травм, так і до летальних наслідків.

Вплив електричного струму на організм людини класифікують за ступенем складності:

1. Електротравми – опіки, електричні знаки (специфічне ураження тканин); металізація шкіри (частина розплавленого металу); електрофтальмія (запалення зовнішніх оболонок очей під дією ультрафіолетових променів електричної дуги); механічні ушкодження (розірвання шкіри, вивихи, переломи і т. д., викликані мимовільним скороченням м’язів).

2. Електричний удар. Розрізняють 4 ступені електричного удару:

1 ступінь – судорожне скорочення м’язів без утрати свідомості;

2 ступінь – судорожне скорочення м’язів з утратою свідомості, але зі збереженням дихання і роботи серця;

3 ступінь – втрата свідомості; порушення дихання або роботи серця;

4 ступінь – клінічна смерть.

Варто пам’ятати, що однією з особливостей небезпеки електричного струму є те, що частини устаткування, які знаходяться під напругою, найчастіше нерухомі, не мають високої температури, видимого випромінювання і т. д. Тому аналізатори людини не фіксують небезпеку, що насправді існує.

Наслідок враження людини електричним струмом залежить від багатьох факторів: опору тіла, тривалості протікання струму, шляху струму, роду і частоти струму, напруги.

З погляду безпеки розрізняють три ступені впливу струму:

а) граничний відчутний струм – це мінімальний струм, що викликає чуттєві, контактні подразнення відповідних аналізаторів шкіри. Величина змінного відчутного струму дорівнює 0,5–1,5 мА, постійного – 5–7 мА. Як бачимо, постійний суттєвий граничний струм на порядок більший змінного;

б) граничний струм (невідпускний) – це мінімальний струм, що викликає судорожне скорочення м’язів. Величина змінного невідпускного струму – 6–10 мА; постійного – 50–80 мА. Знову простежується та закономірність, що постійний струм на порядок більший змінного, тобто нервова система більш чутлива до змінного струму;

в) граничний фібриляційний струм – це струм, при якому починається фібриляція серця. Величина змінного фібриляційного струму – 80–100 мА; постійного – 300 мА. Виходячи з цього, правилами безпеки встановлено, що електричний струм силою 0,1 А (100 мА) – смертельний. При цьому струм не поділяють на постійний або змінний. Для жінок зазначені граничні значення струму в 1,5 рази нижче.

Основним опором тіла людини є верхній роговий покрив шкіри – епідерміс. Його товщина коливається від 0,05 до 0,2 мм. При знятому епідермісі опір тіла не перевищує 1 000 Ом, при сухій і грубій шкірі – досягає 100 000 Ом. Таким чином, опір тіла людини коливається від 1 000 до 100 000 Ом і залежить від дуже багатьох причин: стану шкіри, щільності контакту, площі контакту, вологості шкіри, часу проходження і розміру струму, частоти струму, стану і настрою людини.

При розслідуванні нещасних випадків і розрахунків береться опір тіла людини, що дорівнює 1 000 Ом.

Практика свідчить, що опір тіла людини зменшується при тривалому протіканні через нього електричного струму. Навіть якщо струм не справляє небезпечної вражаючої дії, організм починає виділяти більше поту, шкіра зволожується і втрачає опір. Це призводить до збільшення струму, який може досягти одного з небезпечних граничних значень.

Має значення і шлях струму через тіло людини. Найбільш небезпечний – через серце і м’язи легень, а також через мозок. Величина струму, що проходить по організму через серце людини, залежить від шляху його проходження (табл.1).

Струм проходить через тіло не тільки найкоротшим шляхом, а шляхом найменшого опору, який різний у різних тканин (кісткова, м’язова, жирова). Найнебезпечніший шлях – це права рука – ноги, а також голова (скронева частина) – будь-які частини тіла. Але ні в якому разі не свідчить, що інші шляхи не є небезпечними.

На дію електричного струму впливають рід і частота струму. Встановлено, що змінний струм частотою 50 Гц більш небезпечний, ніж постійний. Той самий вплив викликається більшим значенням постійного струму, ніж змінного.

Крім того, потрібно пам’ятати, що за інших рівних умов змінний струм високих частот менш небезпечний, ніж змінний струм промислової частоти.

Величина струму, що проходить через тіло людини, залежить від напруги дотику.

Гранично допустима напруга дотику і величина струму при короткочасних дотиках і відсутності додаткових умов небезпеки наведені нижче.

При змінному струмі: I = 6 мА (0,006 А). При постійному струмі: I = 15 мА (0,015 А).

Ці значення дозволяють самостійно звільнитися від дії струму.

В особливо небезпечних умовах (усередині металевих ємкостей, в умовах підвищеної во-логості, у ямах, каналах і т.д.) гранично допустима напруга дотику повинна бути не більше 12В.

Дія електричного струму на організм залежить від індивідуальних властивостей, фізичних і психічних станів людини. Нездужання, втома, голод, сп’яніння та емоційне збудження приводять до зниження опору тіла.

Опір тіла людини залежить і від параметрів середовища приміщення: вологості, температури, наявності струмопровідного пилу та підлоги тощо.

Виходячи з цього, правила будови електроустановок, усі приміщення, в яких знаходиться устаткування і персонал, щодо техніки електробезпеки поділяються на приміщення з підви-щеною небезпекою, особливо небезпечні приміщення та приміщення без підвищеної небезпеки.

Приміщення з підвищеною небезпекою характеризуються наявністю одного із небезпеч-них факторів: вологість (більше 75 %); висока температура (вище +35⁰С); наявність струмопро-відної пилюки; струмопровідна підлога; можливість одночасного дотикання до металоконст-рукцій, що мають з’єднання із землею, технологічним апаратом, з одного боку, і до заземленого електричного устаткування – з іншого; наявність хімічно активного середовища (пари кислот, лугів і т. д.).

Особливо небезпечні приміщення характеризуються наявністю 2-х і більше ознак підвищеної небезпеки.

Приміщення без підвищеної небезпеки характеризуються відсутністю умов, що створюють “підвищену небезпеку” і “особливу небезпеку”.

Зовнішні установки прирівнюються до особливо небезпечних приміщень.

Основними заходами захисту від ураження електричним струмом є такі:

1. Застосування малих напруг і електричний поділ мереж. Для забезпечення безпеки електроспоживачів варто застосовувати напругу до 42 В, приміщеннях із підвищеною небезпекою – 36 В, в особливо небезпечних – 12 В. Як правило, при використанні електроустаткування з такою напругою враховується те, що одяг, взуття мають певний опір, немає щільного (зварного, болтового) контакту з землею і т. д.; в аварійних ситуаціях струм через тіло людини не досягає невідпускаючого порогу.

Необхідно пам’ятати, що для одержання малої напруги необхідно використовувати автономні джерела (акумулятори, спеціальні мотор-генератори і т. д.). Можна використовувати і перетворювачі напруги, але при цьому пам’ятати про обов’язкову умову: мережа малої напруги повинна бути електрично ізольована, відділена від мережі високої напруги.

У зв’язку з цим категорично заборонено використовувати в якості джерела малої напруги автотрансформатор, тому що в ньому обидві обмотки електрично пов’язані.

2. Контроль ізоляції. При порушенні ізоляції мереж і устаткування корпусу, конструкції, на яких вони змонтовані, труби, в яких прокладені проводи, можуть виявитися під небезпечною напругою. Тому контроль ізоляції є необхідною мірою, що попереджує небезпеку ураження електричним струмом. В установках до 1 000 В опір ізоляції повинен бути не нижче 0,5 м Ом.

3. Захисне заземлення – це навмисне з’єднання із заземленим пристроєм металевих частин електроустаткування, що нормально не знаходяться під напругою, але можуть виявитися такими у випадку ушкодження ізоляції. Металеві частини устаткування – це корпуси, кожухи, постійні огородження, арматура і т. д.

Зміст заземлення полягає в тому, щоб знизити напругу доторкання при ушкодженні ізоляції до безпечної для людини величини.

4. Захисне відключення – це система захисту, що забезпечує безпеку шляхом авто-матичного відключення (протягом не більш 0,2 сек.) електроустановки у випадках замикання струмоведучої частини на землю, зниження опору ізоляції, несправності заземлення і т. д.

При замиканні струмоведучої частини на корпус, кожух, огородження і т. д. спрацьовує спеціальне реле захисту, яке відключає електричну установку від мережі.

5. Захист від випадкового дотику до струмоведучих частин досягається шляхом використання огороджень і відповідних конструкцій електроустановок; блокувань; розташування струмопровідних частин на недоступній висоті (наприклад лінії електро-передач); застосування подвійної ізоляції.

Під подвійною ізоляцією розуміють застосування, крім основної ізоляції струмопровідних частин, ще одного прошарку, що ізолює людину від металевих неструмопровідних частин, які можуть випадково виявитися під напругою. Часто це використовують при виготовленні електроінструмента, корпус якого покриває пластмаса: пластмасова ізоляція проводів обмотки електричного двигуна – перша ізоляція, пластмаса, що покриває корпус електродвигуна – друга ізоляція.

6. Вирівнювання потенціалів для того, щоб зняти існування і необхідність вирівнювання потенціалів, познайомимося з таким поняттям, як “крокова напруга”, уточнимо поняття “напруга дотику”.

При з’єднанні струмопровідної частини із землею (пробій ізоляції, падіння проводу ЛЕП на землю) точка входу струму в землю буде мати найвищий потенціал, який має і струмопровідна частина. У міру віддалення від цієї точки у будь-яку сторону потенціал землі буде зменшуватися за експоненціальним законом. На відстані від точки замикання, що дорівнює 20 м, потенціал землі стає рівним нулю.

Людина, що потрапила в зону замикання і виходить із неї в будь-яку сторону кроками, потрапляє в ситуацію, коли одна нога знаходиться в одній точці землі, а інша – у другій. Потенціал першої точки більший, ніж потенціал другої. Отже, на відстані кроку людини буде існувати різниця потенціалів. Ця напруга називається “кроковою”.

Різниця потенціалів між двома точками землі в зоні замикання на землю на відстані кроку (0,8 м) по радіусу до точки замикання називається кроковою напругою.

Різниця потенціалів між точкою замикання на землю і точкою землі, у якій знаходиться людина при торканні точки замикання, називається напругою дотику.

Про існування крокової напруги і напруги дотику потрібно знати і пам’ятати для того, щоб правильно виходити із зони замикання на землю, якщо потратив у неї (виходити “гусячим” кроком).

Заходи та засоби захисту людини від дії електричного струму

Правила електробезпеки визначають два види заходів, що забезпечують безпеку робіт в електроустановках: 1) організаційні заходи; 2) технічні заходи і засоби захисту.

До організаційних заходів належать:

а) вимоги до електротехнічного персоналу:

– вік персоналу для самостійної роботи повинен бути не менше 18 років;

– персонал повинен бути здоровий, не мати хвороб і каліцтв, що перешкоджають роботі в електроустановках (медичні установи мають перелік хвороб, при яких не можна працювати в електроустановках);

– персонал повинен бути навчений, мати кваліфікаційну групу, що свідчить про рівень знань у галузі правил експлуатації електроустаткування і техніки безпеки;

б) усі роботи в електроустановках виконуються, як правило, за нарядом, і тільки для оперативно-чергового персоналу припускається виконання робіт з усного розпорядження із записом в оперативному журналі.

До технічних заходів належать:

– відключення місця роботи, тобто струмопровідних частин або устаткування, на яких будуть виконуватися ремонтні роботи або роботи з налагодження;

– встановлення попереджувальних, забороняючих плакатів і огороджень місця роботи;

– перевірка відсутності напруги;

– накладення переносних захисних заземлень на відключені струмопровідні частини з усіх боків, звідки може надходити напруга.

Більшість нещасних випадків на виробництві виникають через невиконання організаційних заходів (табл.2).

Захисними засобами в електроустановках називаються прилади, апарати, переносні пристосування й пристрої, що служать для захисту персоналу, який працює в електроустановках, від ураження електричним струмом, а також від впливу електричної дуги, продуктів її горіння і т. д. Вони поділяються на ізолюючі, огороджувальні та допоміжні.

Ізолюючі захисні засоби – це засоби, виготовлені з ізоляційного матеріалу (бакеліт, текстоліт, фарфор, гума, пластмаса та ін.). Вони, у свою чергу, поділяться на основні й додаткові.

Основні захисні засоби – це такі, ізоляція яких надійно витримує робочу напругу електричної установки. За допомогою основних засобів можна торкатися струмопровідних частин, що знаходяться під напругою. До них відносяться: оперативні і вимірювальні штанги; ізолюючі і струмовимірні кліщі; покажчики напруги; спеціальні пристрої для ремонтних робіт (ізолювання майданчика, східці, ланки телескопічних вишок і т. д.). В установках до 1 000 В основними захисними засобами є: діелектричні рукавички; інструмент з ізольованими ручками (заводського виготовлення); індикатори.

Додаткові захисні засоби – це такі засоби, що не гарантують надійну ізоляцію від робочої напруги і є додатковим заходом. До них належать:

– в установках вище 1 000 В – діелектричні рукавички, діелектричні боти, діелектричні килими; ізолюючі підставки на порцелянових ізоляторах;

– в установках до 1 000 В – діелектричні калоші, діелектричні килимки, ізолюючі підставки.

Огороджуючі захисні засоби. До них належать: ширма, бар’єри, щити, сітки і т. д.; ізолюючі накладки і ковпаки (з ізоляційного матеріалу); переносні захисні заземлення; попереджувальні, забороняючі плакати.

Допоміжні захисні засоби. Застосовуються для захисту від падіння з висоти (захисні пояси, страхувальні канати), підйому на висоту (пазурі, східці, драбини), захисту від світлових, теплових, механічних, хімічних впливів електричного струму (захисні окуляри, протигази, рукавиці, фартухи, костюми, спецвзуття та ін.).

Електромагнітні поля та їх дія на організм людини

Джерела електромагнітних полів можуть бути природного та антропогенного характеру.

До природних джерел належать: Земля, Сонце, Космос.

Електричне поле Землі має середню напруженість Е = 130 н/м. Менша напруженість у полюсів, більша – у екватора. При віддаленні від Землі вона зменшується за експонентою. Магнітне поле Землі має напруженість: у північного полюса – Н = 47,8А/м; у південного полюса Н = 39,8 А/м; у екватора Н = 19,9 А/м.

Ці величини змінюються під впливом Сонячної активності, енергії космічних випромінювань. До цих вічно існуючих полів і випромінювань адаптувалося усе живе.

Джерелами антропогенного характеру є промислове електроустаткування, лінії електропередач, високочастотні металургійні установки, радіопередавальні пристрої і засоби персонального радіозв’язку, персональні комп’ютери, мікрохвильові печі, телевізори, електроплити, праски, холодильники. Електромагнітні поля мають енергію і поширюються у вигляді електромагнітних хвиль. Основними параметрами електромагнітних хвиль є довжина хвилі, частота коливань, швидкість поширення.

Класифікація антропогенних електромагнітних випромінювань за частотою:

– низькочастотні випромінювання 0,003 Гц–30 кГц

– радіохвилі високочастотного (ВЧ) діапазону: 30 кГц–300 МГц

– радіохвилі ультрависокочастотного діапазону (УВЧ): 30–300 МГц

– надвисокочастотні СВЧ: 300 МГц–300 ГГц

Частота коливань визначається в герцах (Гц). Похідні одиниці: кілогерц (1 кГц = 103 Гц); мегагерц (1 МГц = 106 Гц); гігагерц (1 ГГц = 109 Гц).

Класифікація електромагнітних випромінювань за довжиною хвилі наведена нижче.

Довгі хвилі f = (30–300 кГц); = (1–10 км).

Ці хвилі відбиваються іоносферою і Землею. У результаті поширюються прошарком між ними. Обгинають земну поверхню і перешкоди на шляху.

Середні хвилі f = (300–3 МГц); = (1–100 км).

Також поширюються прошарком між іоносферою і поверхнею Землі. Якщо їхній розмір більше довжини хвилі, то вони відбиваються від цих перешкод. Істотно поглинаються Землею (послабляються). Звідси дальність поширення майже 500 км (l = 500 км).

Для їх подальшої передачі потрібні ретранслятори.

Короткі хвилі f = (3–30 МГц); = (10–100 м).

Відбиваються від іоносфери і Землі. Сильно поглинаються Землею. Для передачі використовується їхній відбиток від поверхні Землі й іоносфери.

Ультракороткі хвилі f = (30–300 МГц); = (1–10 м).

Вплив електромагнітних полів на організм людини (ЕМП)

ЕМП негативно впливають на людей, які безпосередньо працюють із джерелами випромінювань, а також на населення, яке проживає поблизу джерел випромінювання. Установлено, що більша частина населення живе в умовах підвищеної активності ЕМП.

Ступінь впливу електромагнітних випромінювань на організм людини залежить від діапазону частот, інтенсивності впливу відповідних чинників, тривалості опромінення, характеру випромінювання, режиму опромінення, розмірів поверхні тіла, яка опромінюється, та індивідуальних особливостей організму.

Внаслідок дії ЕМП можливі як гострі, так і хронічні ураження, порушення в системах і органах, функціональні зсуви в діяльності нервово-психічної, серцево-судинної, ендокринної, кровотворної та інших систем.

Звичайно, зміни діяльності нервової та серцево-судинної системи зворотні, і хоча вони накопичуються і посилюються з часом, але, як правило, зменшуються та зникають при виключенні впливу і поліпшенні умов праці. Тривалий та інтенсивний вплив ЕМП призводить до стійких порушень і захворювань.

Внаслідок дії на організм людини електромагнітних випромінювань ВЧ та УВЧ діапазонів (30 кГц–300 МГц) спостерігаються: загальна слабкість, підвищена втомленість, пітливість, сонливість, а також розлад сну, головний біль, болі в області серця. З’являються роздратування, втрата уваги, подовжується тривалість мовно-рухової та зоромоторної реакцій, збільшується межа нюхової чутливості. Виникає ряд симптомів, що є свідченням порушення роботи окремих органів – шлунку, печінки, селезінки, підшлункової та інших залоз. Пригнічуються харчові та статеві рефлекси, порушується діяльність серцево-судинної системи, фіксуються зміни показників білкового та вуглеводного обміну, змінюється склад крові, зафіксовані порушення на клітинному рівні.

У цьому діапазоні працюють міцні радіомовні станції, судові радіостанції та аеродромна радіослужба, зв’язкові, радіомовні та телевізійні станції, розташовані, як правило, у місцях великої концентрації населення.

Активність впливу ЕМП різних діапазонів частот значно зростає з ростом частоти і дуже серйозно впливає у СВЧ діапазоні. У зв’язку зі зниженням рівня перешкод застосування ЕМП у СВЧ діапазоні забезпечує більш високу якість передання інформації, ніж в ІВЧ діапазоні. Усі ділянки СВЧ діапазону використовуються для радіозв’язку, в тому числі радіорелейного та супутникового. Тут працюють практично всі радіолокатори.

Оскільки випромінювання СВЧ при поглинанні середовищем поганими провідниками викликає їх нагрівання, цей діапазон широко використовується у промислових установах, у побуті. Вплив СВЧ випромінювання на живі тканини дав підставу для побудови терапевтичної медичної апаратури. У силу особливостей поширення СВЧ саме цей діапазон використовується для передачі енергії променем на великі відстані

Вплив СВЧ на біологічні об’єкти залежить від інтенсивності опромінення. Теплова дія характеризується загальним підвищенням температури тіла, подібним до пропасного стану або локалізованого нагріву тканини. Впливаючи на живу тканину організму, ЕМП викликає змінну поляризацію молекул і атомів, які складають клітини, внаслідок чого відбувається небезпечний нагрів. Надмірне тепло може нанести шкоду окремим органам і всьому організму людини. Особливо шкідливий перегрів таких органів, як очі, мозок, нирки тощо. З ростом інтенсивності проявляється вплив на нервову систему, умовно-рефлекторну діяльність, клітини печінки, підвищення тиску, викликає зміни у корі головного мозку, втрату зору.

ЕМП низькочастотного діапазону (конкретно промислової частоти 50 Гц) викликають у працюючих порушення функціонального стану центральної нервової системи, серцево-судинної системи, спостерігається підвищена стомлюваність, млявість, зниження точності робочих рухів, зміна кров’яного тиску і пульсу, аритмія, головний біль.

Для запобігання професійних захворювань, які виникають під впливом ЕМП, встановлені допустимі норми опромінення.

Для захисту людини від дії електромагнітних опромінювань застосовуються різні засоби і заходи захисту: захист часом, відстанню, екранування джерел випромінювання, зменшення випромінювання безпосередньо в самому джерелі випромінювання, екранування робочих місць, засоби індивідуального захисту, виділення зон випромінювання.

Інфрачервоне випромінювання (ІЧ) – частина електромагнітного спектра з довжиною хвилі 700 нм–1 000 мкм, енергія якого при поглинанні у речовині викликає тепловий ефект. Джерела випромінювання поділяються на природні і штучні. До природних джерел інфрачервоного випромінювання відноситься природна інфрачервона радіація сонця. Штучними джерелами інфрачервоного випромінювання є будь-які поверхні, температура яких вища порівняно з поверхнею, яка підлягає опроміненню (для людини всі поверхні з температурою вище тіла людини: 36–37^оС).

Ефект дії інфрачервоного випромінювання залежить від довжини хвилі, яка обумовлює глибину їх проникнення. Дія інфрачервоних випромінювань зводиться до нагріву шкіри, очей, до порушення діяльності центральної нервової системи, серцево-судинної системи, органів травлення. При інтенсивній дії на непокриту голову може виникнути так званий сонячний удар, що супроводжується головним болем, запамороченням, прискоренням дихання, втратою свідомості, порушенням координації рухів, тяжкими ураженнями мозкових тканин аж до вираженого менінгіту і енцефаліту.

Засоби захисту від дії ІЧ випромінювання такі: теплоізоляція гарячих поверхонь, охолодження тепловипромінювальних поверхонь, екранування джерел випромінювання, застосування засобів індивідуального захисту, організація раціонального режиму праці і відпочинку.

Ультрафіолетове випромінювання (УФ) – спектр електромагнітних коливань з довжиною хвилі 200–400 нм. Особливістю ультрафіолетових випромінювань є висока сорбційність – їх поглинає більшість тіл.

Ультрафіолетове випромінювання, яке складає близько 5 % щільності потоку сонячного випромінювання, є життєво необхідним фактором, який має благотворний стимулюючий вплив на організм, знижує чутливість організму до деяких впливів; оптимальні дози УФ випромінювання активізують дію серця, обмін речовин, підвищують активність ферментів дихання, поліпшують кровотворення, чинять антирахітичну і бактерицидну дію.

Ультрафіолетове випромінювання довжиною хвилі 10–20 нм (дальній діапазон) має дуже велику енергію і є згубним для людини, але у природних умовах поглинається озоновим шаром атмосфери і на поверхні Землі відсутнє.

Штучними джерелами УФ випромінювання є дугова електрозварка, електроплавлення сталі, виробництво радіоламп. УФ випромінювання штучних джерел може стати причиною гострих і хронічних професійних уражень. Найбільш уразливі очі, шкіра. Дія УФ випромінювань на шкіру викликає дерматити, екзему, “старіння” шкіри, утворення ракових пухлин. Внаслідок впливу УФ опромінювання виникають загальнотоксичні симптоми – головний біль, запаморочення, підвищення температури тіла, відчуття розбитості, підвищена стомлюваність, нервове збудження.

Зниження інтенсивності опромінення УФ випромінюванням досягається захистом відстанню, екрануванням джерел випромінювання, екрануванням робочих місць, засобами індивідуального захисту, спеціальним фарбуванням приміщень і раціональним розташуванням робочих місць.

До числа найбільш фундаментальних наукових досягнень ХХ століття відноситься створення лазерів. Принцип їх дії заснований на використанні змушеного (стимульованого) електромагнітного випромінювання, одержаного від робочої речовини внаслідок збудження її атомів електромагнітною енергією. Збуджений атом може свавільно (спонтанно) перейти на один із нижчих рівнів енергії, при цьому випромінюється квант світла. Висока потужність лазерного випромінювання в поєднанні з високою спрямованістю дозволяє одержати за допомогою фокусування світлові потоки величезної потужності.

Дія лазерного випромінювання на живий організм носить скла