Природні явища – джерела негативних факторів

До середини XX століття накопичено досить поширені дані, що свідчать про залежність від активності Сонця цілого ряду явищ органічного світу: врожай злаків, ріст і хвороби рослин, розмноження тварин і улов риби, частота нещасних випадків і інфекційних захворювань у людей.

Сонце, подібно величезному реактору, викидає в космічний простір колосальну кількість енергії. Час, коли на Сонці практично немає плям, відповідає мінімуму, а при найбільшому числі плям – максимуму 11 літнього циклу сонячної активності. Ці зміни не строго періодичні, цикл міняється від 7 до 16 років. Маються також 22-літній і 80…90-літній цикли. Основним з коротко періодичних циклів є 27-денний, пов'язаний із обертанням Сонця навколо своєї осі, коли активні області то з'являються, то зникають на зверненій до Землі стороні Світила. Від цих періодів залежить число магнітних бур у навколоземному просторі. Магнітне поле, чи магнітосфера Землі, захищає її від космічних випромінювань. При спалаху, сонячний вітер (потік повільних заряджених часток) давить на магнітне поле і “підгортає” силові лінії ближче до нашої планети, унаслідок цього магнітне поле змінюється в кожній точці. З нічної сторони Землі магнітне поле витягується. Це явище називається магнітною бурою. Максимальне число бур спостерігається в березні-квітні і вересні-жовтні.

Перемінні магнітні поля викликають появу в провідниках додаткових (паразитних) струмів. Під час найдужчого у минулому сторіччі сонячного спалаху в березні 1989 р. через перевантаження вийшла з ладу енергосистема в Канаді, залишивши на 9 годин без електроенергії 6 млн. чоловік. Подібні явища спостерігалися і раніш – під час магнітної бури в 1940 році в США, у 1958 р. у Канаді. У березні 1989 року на 30 хвилин вийшла з ладу кабельна лінія зв'язку в США, тому що наведені надлишкові струми значно перевищили припустимий рівень.

У практику ввійшло оповіщення населення про несприятливі по геофізичних умовах дні. У ці дні люди з ослабленим здоров'ям відчутно реагують на підвищення сонячної активності. Під час магнітних бур загострюється плин ряду серцевосудинних і нервовопсихічних захворювань. При всіх рівних умовах смертність серед даної категорії хворих в окремі періоди різко зростає. Різниця смертності в роки з різним рівнем активності Сонця досягає по країні сотень тисяч, ця різниця найбільша від серцевосудинних захворювань.

По статистичним даним у Відні число подій на транспорті в часи сонячної активності зростає на 30%, при цьому реєструється уповільнення реакції водіїв на сигнали в 4 рази в порівнянні зі спокійним станом Сонця. Збіг піків сонячної активності і дорожніх подій відзначено в Німеччині і Японії.

Спостерігається зв'язок сонячної активності з епідеміями й епізоотіями. Своєрідний календар з 12-літнім циклом масових захворювань і падежу худоби існував за сотні років до нашої ери у монгольських кочівників.

В зв’язку з обертанням Землі навколо Сонця міняються пори року, тривалість світлового дня, інтенсивність сонячної радіації і багато інших природних процесів, що особливо контрастні в помірних широтах. Сезонний ритм виявляється у всій живій природі. Із сезонними ритмами тісно зв'язані чутливість і стійкість організму до різних зовнішніх впливів, у тому числі до токсичних речовин і інфекцій.

Тривалість світлового дня, роблячи багатобічну біологічну дію, впливає на обмінні процеси, склад крові, тканинне дихання, імунологічну реактивність організму, діяльність ендокринних залоз, течу багатьох захворювань.

Зміни погоди супроводжуються змінами атмосферного тиску, температури і вологості, приводять до зрушень зони комфорту людського організму. Від температури залежать частота і глибина дихання, швидкість циркуляції крові, постачання тканин киснем і, отже, інтенсивність вуглеводного, жирового і сольового обміну, що позначається на харчуванні органів і тканин. Найбільш чуттєві до нестачі кисню головний мозок і серцеві м'язи.

Важливу роль у формуванні місцевого клімату грають вітри, що виникають через нерівномірне нагрівання Землі. Близько 0,6% енергії сонячного випромінювання, що попадає в атмосферу Землі, перетворюється у кінетичну енергію вітру. Рух повітря в атмосфері складається з накладених один на одного плинів вихрового характеру самих різних масштабів. Великі вихри визначають погоду Землі. Це антициклони – області підвищеного тиску і ясною зі слабкими вітрами чи безвітряною погодою, циклони – області низького тиску і затяжних опадів, тайфуни – тропічні циклони зі швидкістю вітру (до 100 м/с) руйнівного характеру. Термін життя цих вихрів – кілька днів, розміри – від кількох сотень до декількох тисяч кілометрів.

Самим бурхливим і руйнівним вихром є смерч. Смерчі наносять значну шкоду населенню, об'єктам економіки, навколишньому середовищу і іноді утворюються у нашій країні.

Атмосфера за рахунок тертя і тиску розгойдує поверхню морів і океанів, викликає гнітючу частину всіх рухів води. Хвилі здатні проходити величезні відстані, не втрачаючи при цьому своєї руйнівної сили. Хвилі висотою 3…5 м в узбережжі океанів являють собою звичайне явище, у сильний шторм вони збільшуються до 10 м і більше. Енергія морських хвиль величезна. Обрушуючись на береги, хвилі поступово роблять великі руйнування, викликають повені, заносять фарватери і бухти піском, розбивають портові спорудження.

Підводні зсуви обсягом у сотні кубічних кілометрів роблять гідравлічний удар і гігантське підняття поверхні океану, викликаючи цунамі. У 1964 р. зсув у берегів Аляски породив хвилю висотою до 52 м, що завдала серйозної шкоди Каліфорнії і досягла Гавайських островів.

Земна кора – літосфера, має товщину в середньому близько 30 км, вона неоднорідна за складом. Як показало глибинне сейсмічне зондування, земна кора розбита на літосферні плити з похилими чи вертикальними границями. Плити переміщаються, на їхніх границях виникають механічні напруження і як результат підвищена сейсмічність. Це характерно для гірських районів і підводних хребтів. Швидкості підйому й опускання плит складають кілька сантиметрів у рік. Це веде до підтоплювання прибережних територій, наприклад, у Голландії, чи до обміління фарватерів і ускладненню судноплавства. Енергія, що накопичується на границях плит, звільняється при землетрусах і поширюється від вогнища землетрусу у виді сейсмічних хвиль. На Землі відбуваються десятки тисяч відчутних поштовхів землетрусів на рік, з них біля двох десятків сильних. Енергія катастрофічного землетрусу перевищує енергію термоядерного вибуху, несе руйнування і загибель людей.

У тих місцях, де розлами земної кори ідуть у глибину на десятки кілометрів, землетруси провокують підйом розплавленої магми до поверхні і виверження вулканів. У нашій країні найвищий рівень сейсмічної активності у Карпатах і в Криму.

У період виверження вулкану через сильні викиди в атмосферу розпечених газів, попелу і пилу здійснюється вплив на біосферу Землі, на рослинний і тваринний світ. З часом порушення екосистеми відновлюються, викиди розсіюються в атмосфері і навколишнім середовищі, біосфера справляється з енергетичними викидами природного походження.

Вулкани, беручи участь у біологічних циклах, повертають у біосферу велику кількість життєво важливих з'єднань азоту, вуглецю, фосфору і сірки, що вимиваються й осідають в океанічних відкладеннях у недоступному для живих організмів стані.

Питання для контролю засвоєння навчального матеріалу.

1. Сонце як джерело негативних факторів.

2. Магнітні бурі та їхній вплив на стан здоров’я людей.

3. Атмосфера – джерело небезпек.

4. Літосфера та гідросфера – як джерела небезпечних факторів.

1.5. Джерела негативних факторів побутового походження

У комплексі умов забезпечення безпеки життєдіяльності людини побуту належить особливе місце. Сьогодні міська людина більшу частину життя проводить у штучно сформованій обстановці. Невідповідність організму людини і житлового або виробничого середовища відчувається як психологічний дискомфорт. Віддалення від природи підсилює напругу функцій організму, а використання усе більш різноманітних штучних матеріалів, побутової хімії та техніки супроводжується збільшенням кількості джерел негативних факторів і ростом їхнього енергетичного рівня.

Побутовим середовищем називають сукупність факторів і елементів, що впливають на людину в побуті. До елементів побутового середовища відносяться усі фактори, що пов'язані:

з устроєм житла, його типом, застосовуваними будівельними матеріалами, конструкцією частин будинку, внутрішнім плануванням, складом приміщень і їхніх розмірів; інсоляцією і освітленням; мікрокліматом і опаленням; чистотою повітря і вентиляцією, санітарним станом, розташуванням житла щодо транспортних магістралей і промислової зони;

з використанням полімерних будівельних матеріалів, меблів, килимів, покриттів, одягу із синтетичних волокон, які є джерелом шкідливих хімічних речовин;

з використанням побутової техніки: телевізорів, газових, електричних і НВЧ печей, пральних машин, фенів і інших.;

з навчанням і вихованням, із соціальним статусом родини, матеріальним забезпеченням, психологічною обстановкою в побуті.

Екологічним варто називати житло разом із прилягаючими ділянками, які формують сприятливе середовище існування (мікроклімат, захищеність від шуму і забруднень, нешкідливість матеріалів у будівництві і тому подібне), не роблять негативних впливів на міське і природне середовище, економічно використовує енергію і забезпечує спілкування з природою.

Сучасне житло ще не може бути назване екологічним тому, що з будівельними та оздоблювальними матеріалами, з меблями й устаткуванням вносяться шкідливі для організму фізичні і хімічні фактори, системи вентиляції не відповідають вимогам очищення повітря квартир, порушується шумовий режим і мікроклімат, дуже великі тепловитрати будинків. Біля великих будинків формується несприятливий мікроклімат і напружена психологічна обстановка.

Усі фактори побутового середовища можна розділити на фізичні, хімічні, біологічні і психофізіологічні. Ідентифікація негативних факторів у побутовому середовищі представляє складність через комплексний їхній вплив у всіх його сферах.

Концентрація забруднюючих речовин у повітрі приміщень у десятки і сотні разів вище, ніж на вулиці. Найбільш істотне забруднення робить формальдегід. Формальдегід – це безбарвний газ з різким неприємним запахом, що входить до складу синтетичних матеріалів і виділяється різними речами: меблями, килимами і синтетичними покриттями, фанерою, пінопластом. Меблі виготовляються найчастіше з тирсоплит, до їх сполучній маси входить формальдегід. Синтетичні матеріали виділяють також вінілхлорид, сірководень, аміак, ацетон і багато інших з'єднань, що змішуючись, утворюють ще більш токсичні речовини.

Присутність формальдегіду може викликати роздратування слизуватих оболонок очей, горла, верхніх дихальних шляхів, а також головний біль і нудоту. Меблі дають близько 70% забруднення повітря житлового приміщення, небезпечна концентрація токсичних газів накопичується у закритих шафах і шухлядах.

Небезпечні виділення із синтетичних матеріалів відбуваються при пожежах. Органічне скло і поролон, наприклад, при горінні інтенсивно виділяють синильну кислоту, фосген й інші сильні отрути. Спалювання синтетичних матеріалів у побуті неприпустимо.

У лаках і фарбах містяться токсичні речовини, які характеризуються як загально токсичними, так і специфічними видами дії – алергенною, канцерогенною, мутагенною та іншими. Особливий контроль встановлюється за використанням нових полімерних матеріалів, допущених до застосування санітарною службою.

Фактори, що представляють небезпеку у виробничому середовищі, небезпечні й у побуті. Потребують обережного поводження пожежонебезпечні і вибухонебезпечні речовини: розчинники, ацетон, бензин, а також отрутохімікати для боротьби з комахами – інсектициди, з бур'янами – гербіциди, із хворобами рослин – фунгіциди.

Застосовувати їх потрібно при строгому дотриманні регламентів і заходів безпеки, керуючись діючими інструкціями, викладеними на упаковках, етикетках і в листівках. Так, проникнення хлорофосу, карбофосу й інших аналогічних речовин в організм людини приводить до дезактивації холін-естерази, важливого ферменту нервової системи. Застосування побутових отрутохімікатів у закритих приміщеннях без засобів захисту небезпечно для життя.

Різні миючі і синтетичні речовини, що чистять, викликають дратівну дію на шкіру, можуть викликати алергійні реакції при вдиханні їхньої пари і порошків. Кислотні і лужні побутові препарати, спричиняють виражену місцеву дію на шкіру і слизуваті оболонки.

Небезпеку представляє газове устаткування через можливий витік природного газу, який має вибухонебезпечні і токсичні властивості. Присутність оксидів вуглецю й азоту, що утворюються при згорянні цього палива, ведуть до скорочення обсягу легень (особливо у дітей) і підвищенню сприйнятливості до гострих респіраторних інфекцій. Користатися газовим устаткуванням можна тільки з гарною вентиляцією приміщення.

Сприйнятливість до інфекцій підвищується у зв'язку з вдиханням пари лаків, фарб, хімічних розчинників та їх аерозолів. Шкідливо вдихати тютюновий дим. У США підраховано, що від 500 до 5 000 смертей щорічно безпосередньо пов'язані з пасивним палінням, тобто поглинанням тютюнового диму некурящими.

На людину в побутовому середовищі впливають електричні поля від електропроводки, електричних приладів, освітлювальних пристроїв, НВЧ печей та телевізорів. У кольоровому телевізорі електрони прискорюються напругою в 25 кВ, при їхньому гальмуванні на екрані кінескопа збуджується рентгенівське випромінювання. Конструкція телевізора забезпечує поглинання основної частини цього випромінювання, але при тривалому перебуванні поблизу телевізора можна одержати значну дозу опромінення. Тому телевізор не доцільно використовувати як дисплей комп'ютера і не рекомендується розташовуватися поблизу екрана.

Нерідкі випадки поразки в побуті електричним струмом. Електричні прилади екологічно чисті, істотно полегшують домашню працю, роботу в господарстві і на садовій ділянці, підвищують комфортність життя за умови дотримання правил електробезпеки. У противному випадку побутова електрична техніка стає джерелом серйозної небезпеки.

Матеріали з підвищеною радіоактивністю можуть разом з будівельними матеріалами (гранітом, шлаком, цементом, глиною й іншими.) потрапити в будівельні конструкції житлових будинків і створювати небезпеку радіоактивного опромінення живучих у них людей. При розпаді природного урану як проміжний продукт утворюється радіоактивний газ радон. Виділяючись з будівельних матеріалів та з ґрунту, радон може накопичуватися в не провітрюваному приміщенні і потрапляти в організм через органи дихання. Провітрювання знижує концентрацію радону й отрутних випарів синтетичних матеріалів.

За даними Всесвітньої організацій охорони здоров'я 70% шкідливих компонентів попадає в організм людини з продуктами харчування. Це і різні харчові сурогати, напої, а також сільськогосподарські продукти, при вирощуванні яких інтенсивно застосовувалися гербіциди, пестициди, мінеральні добрива. Причиною харчових отруєнь часто буває патогенний мікроб, наприклад, “кишкова паличка”. Нею заражаються, уживаючи готові м'ясні, рибні, овочеві вироби, які не пройшли термічної обробки. Особливо небезпечний для людини токсин, вироблюваний збудниками ботулізму, для розмноження якого потрібна низька кислотність і відсутність кисню у продуктах, такі умови створюються найчастіше при домашнім консервуванні, коли повна стерилізація не досягається. При вживанні таких консервів токсин попадає в кров і уражає клітки центральної нервової системи. У людини спочатку проявляється загальне нездужання, слабість, запаморочення, головний біль, сухість у роті. Самою характерною ознакою отруєння токсином ботулізму є розлади з боку зору (з'являються сітка перед очима, двоїння предметів, котрі нібито плавають у тумані). Потім настає утруднення ковтання і дихання.

Єдиний порятунок у цих випадках – негайне введення специфічної сироватки, що зв'язує токсин. Не можна вживати консерви з ознаками псування кришок чи такі, що здулися.

Алкоголь, що міститься в багатьох напоях, при вживанні в помірній кількості здатний поліпшувати настрій і самопочуття. Тому в побутових традиціях звичайним є вживання таких напоїв. Однак нерідкими є явища, що змінюють стан людини і викликають утрату самоконтролю. Та сама кількість алкоголю може впливати на різних людей по різному. Так, при прийомі алкоголю натощак концентрація його в крові вище і наслідки отруєння важчі, ніж при прийомі після їжі; жіночий організм більш чуттєвий до алкоголю, у зрівнянні з чоловічим. При постійному та непомірному вживанні алкоголю з'являється залежність від нього наркотичного характеру, що у кінцевому рахунку веде до розвитку симптомокомплексу, іменованого алкоголізмом. У процесі розповсюдження алкоголю в організмі утворюються речовини, які блокують засвоєння організмом цукру і жирів, що у свою чергу знижує засвоєння вітамінів, необхідних для повноцінного харчування клітин. На його окислювання витрачається велика кількість кисню. Всього 5…15% алкоголю виводиться з організму. Межа безпеки досягається при вживанні 0,5…0,75 л вина з 10% вмістом алкоголю протягом двадцяти чотирьох годин.

Зелені насадження в житловій зоні збагачують повітря киснем, сприяють розсіюванню шкідливих речовин і поглинають їх, знижують у літню пору на 8…10 дБ рівень вуличного шуму. Відповідно до рекомендацій екологів і медиків в ідеальній для життєдіяльності зоні будівлі не повинні займати більш 50%, а асфальтовані і покриті каменем простори – більш 30% упоряджених площ. Зелені насадження і газони не тільки поліпшують мікроклімат, тепловий режим, зволожують і очищають повітря, але і роблять доброчинний психофізичний вплив на людей. У містах повинні вестися роботи зі скорочення просторів, покритих каменем, асфальтом, бетоном, зменшенню інтенсивності руху автотранспорту, організації невеликих паркових ансамблів і садів, озелененню фасадів будинків.

Питання для контролю засвоєння навчального матеріалу.

1. Елементи побутового середовища як джерела негативних факторів.

2. Житло та оцінка його екологічності.

3. Розподіл негативних факторів побутового середовища на групи за природою їх походження.

4. Фізично небезпечні фактори побутового походження.

5. Хімічно і біологічно небезпечні фактори побутового походження.

7. Психологічно небезпечні фактори побутового походження.

1.6. Основи фізіології праці

Фізіологія праці – це наука, що вивчає зміни функціонального стану організму людини під впливом його трудової діяльності й обґрунтовує методи і засоби організації трудового процесу, які спрямовані на підтримку високої працездатності і збереження здоров'я працюючих.

Основними задачами фізіології праці є:

вивчення фізіологічних закономірностей трудової діяльності;

дослідження фізіологічних параметрів організму при різних видах робіт;

розробка практичних рекомендацій і заходів, спрямованих на оптимізацію трудового процесу, зниження стомлюваності, збереження здоров'я і високої працездатності протягом тривалого часу.

У процесі трудової діяльності людині приходиться виконувати різні види робіт. Історично склався розподіл на фізичну і розумову працю, що з фізіологічної точки зору умовно. Ніяка м'язова діяльність неможлива без участі центральної нервової системи, яка регулює і координує всі процеси в організмі, у той же час немає такої розумової роботи, при якій відсутня м'язова діяльність. Розходження трудових процесів виявляється лише в перевазі діяльності м'язової чи центральної нервової систем. В даний час, у зв'язку з механізацією й автоматизацією виробничих процесів, фізичне навантаження в трудовій діяльності грає все меншу роль і значно зростає роль вищої нервової діяльності.

В основі будь-якої трудової дії лежить цільова настанова, на базі якої в центральній нервовій системі утворюється визначена програма дій, що реалізується в системно організованому поведінковому акті. Такі запрограмовані дії звуться динамічним стереотипом. Сутність динамічного стереотипу полягає в тім, що в ЦНС формуються довгострокові поточні нервові процеси, які відповідають просторовим, тимчасовим і упорядкованим особливостям впливу на організм зовнішніх і внутрішніх подразників. При цьому забезпечується точність і своєчасність реакції організму на звичні подразники, що особливо важливо у формуванні різних трудових навичок. Наявність динамічного стереотипу виключає зайві дії в процесі виконання роботи, заощаджує енергію і віддаляє настання стомлення. Крім того динамічний стереотип забезпечує пристосування організму до мінливих умов праці.

У процесі трудової дії в ЦНС надходить інформація про хід виконання програми, на підставі якої можливі поточні виправлення до дій. Точність програмування й успішність виконання програми залежать від досвіду і кількості попередніх повторень цієї дії, тобто автоматизму навичок.

У ході трудового процесу активізуються різні фізіологічні системи. Якщо переважають фізичні зусилля, то насамперед активізується м'язова система і система так називаного вегетативного забезпечення м'язової діяльності (кровообіг, дихання); при інтенсивній фізичній роботі зростає рівень обмінних процесів, кількість споживаного за хвилину кисню, хвилинний обсяг і частота дихання, число серцевих скорочень і т.д.

В процесі розумової діяльності активізуються різні відділи кори головного мозку, у яких зростає ліжечок і споживання кисню; при збільшенні ступеня розумової чи емоційної напруги спостерігається частішання пульсу, підвищення артеріального тиску, зростає інтенсивність обмінних процесів.

У фізіології праці найважливішими є поняття працездатності і стомлення.

Під працездатністю розуміють потенційну можливість людини виконувати протягом заданого часу і з достатньою ефективністю роботу визначеного обсягу і якості. Під впливом безлічі факторів працездатність (А) змінюється в часі й умовно підрозділяється на наступні фази (рис. 1.2):

перша фаза – фаза “впрацьованості”, у цей період підвищується активність центральної нервової системи, зростає рівень обмінних процесів, підсилюється діяльність серцево-судинної системи, що приводить до наростання працездатності;

друга фаза – фаза щодо стійкої працездатності, у цей період відзначається оптимальний рівень функціонування ЦНС, ефективність праці максимальна;

третя фаза – фаза зниження працездатності, зв'язана з розвитком стомлення.

Тривалість кожної з цих фаз залежить як від індивідуальних особливостей ЦНС, так і від умов середовища, у яких виконується робота, від виду і характеру діяльності, від емоційного і фізичного стану організму. Розуміння процесів зміни працездатності дозволяє попередити і віддалити настання стомлення. Наприклад, у студентів перших курсів вищих навчальних закладів відповідно до біологічних ритмів “пік” працездатності приходиться на 11 годин ранку; фаза стійкої працездатності спостерігається приблизно до 16 годин, а потім починається третя фаза – зниження працездатності. Відповідно до цього, основною проблемою є продовження другої фази. Воно може бути досягнуто цілим комплексом заходів, серед яких найбільш ефективними є зміна видів діяльності, виробнича гімнастика, перерви в роботі і так далі, тобто всі заходи, спрямовані на попередження стомлення.

А

I фаза III фаза

II фаза

11 16 Т, год.

Рис. 1.2. Графік динаміки працездатності студента. А – працездатність, Т – час доби.

Стомлення – це зниження працездатності, що настає в процесі роботи. Якщо в роботі переважає розумова напруга, стомлення характеризується зниженням уваги, продуктивності розумової праці, збільшенням кількості помилок, що допускаються в роботі, стомленням аналізаторів. Якщо переважають у роботі фізичні зусилля, стомлення виявляється в зниженні м'язової сили.

Існує ряд теорій стомлення: теорія виснаження в м'язах енергетичних запасів, теорія “отруєння” організму молочною кислотою й ін. Однак, дослідженнями було доведено, що припинення роботи внаслідок стомлення залежить від стану центральної нервової системи.

При тривалому порушенні визначених ділянок нервової системи настає перезбудження і гальмування умовних рефлексів. Гальмування дозволяє кліткам не реагувати на імпульси, що надходять, унаслідок чого припиняється активна діяльність. Гальмування є мірою попередження функціонального виснаження кліток. Стомлення може накопичуватися зі дня в день і перерости в перевтому.

Перевтома – це патологічний стан – хвороба, що не зникає після звичайного відпочинку, вимагає спеціального лікування.

Важливе місце в питаннях фізіології праці займають поняття тяжкості і напруженості праці.

Поняття тяжкості найчастіше відносять до робіт, при виконанні яких переважають м'язові зусилля. Критеріями цієї характеристики праці при динамічному навантаженні є: потужність зовнішньої механічної роботи, максимальна величина вантажів, що вручну піднімаються, величина ручного вантажообігу за зміну, частота кроків в одну хвилину, нахили тулуба понад 500 за хвилину при роботі стоячи; при статичному навантаженні тяжкість праці оцінюють по величині статичного навантаження у кГс/с при утриманні зусилля однією рукою, двома руками, за участю м'язів корпуса і ніг, часу перебування в змушеній позі.

Поняття напруженість праці частіше відносять до робіт з перевагою нервово-емоційної напруги. Критеріями напруженості такої праці є напруга уваги (число виробничо-важливих об'єктів спостереження, тривалість зосередженого спостереження у відсотках від загального часу зміни, щільність сигналів чи повідомлень у середньому в одну годину), емоційна напруга, напруга аналізаторів, обсяг оперативної пам'яті, інтелектуальна напруга, монотонність роботи. Існує спосіб оцінки ваги роботи зі споживання кисню і енерговитратам {табл.1. 3).

Напруженість праці в кожному конкретному випадку залежить як від важкості (будь то розумова чи фізична праця), так і від індивідуальних здібностей працюючого. Праця однакової важкості може викликати у різних людей різний ступінь напруженості. Ряд дослідників вважають, що стан стомлення розвивається через напругу, тому ступінь стомлення може служити критерієм робочої напруги.

Таблиця 1.3

Характеристика інтенсивності роботи

При фізичній роботі важливе значення має правильна організація робочих рухів, чергування статичних і динамічних зусиль. Статичні м'язові зусилля характеризуються перевагою напруги над розслабленням. При цьому робота м'язів здійснюється в анаеробних, тобто в без кисневих умовах. Клітки і тканини м'язів одержують енергію в результаті дисиміляції, розщеплення складних органічних речовин до вуглекислого газу і води. Прикладом може служити гліколіз – розщеплення глюкози, що протікає в два основних етапи – без кисневий і кисневий.

На без кисневому етапі молекула глюкози розщеплюється до молочної кислоти, причому виділяється невелика кількість енергії й утворюється всього дві молекули ацетілтрифосфата (АТФ). АТФ – основна енергетична речовина клітки, одиниця виміру енергії в клітці, усі процеси перетворення енергії супроводжуються синтезом або розпадом АТФ. При статичних зусиллях, коли м'язи стиснуті, кровоносні судини здавлені, у клітки не надходить кисень, гліколіз зупиняється на без кисневому етапі, енергія не утворюється, у клітках накопичується молочна кислота, з'являється почуття стомлення, біль у м'язах. При чергуванні напруги м'язів із їхнім розслабленням гліколіз йде в два етапи, молочна кислота розщеплюється до вуглекислого газу і води і при цьому клітка одержує майже в 20 разів більше енергії – 38 молекул АТФ.

Таким чином, при чергуванні статичних і динамічних навантажень можна домогтися переваги кисневого розщеплення над без кисневим, що сприяє більш тривалому збереженню працездатності. У цьому зв'язку винятково важливою є фізіологічна раціоналізація, основними напрямками якої є раціональна організація трудового процесу, створення умов для швидкого оволодіння трудовими навичками, раціональна організація режимів праці і відпочинку.

Рішенню цих задач служить ергономіка – наукова, що вивчає трудові процеси з метою оптимізації знарядь і умов праці, підвищення ефективності трудової діяльності і збереження здоров'я працюючих.

Основним об'єктом ергономіки є система «людина-машина», у якій ведуча роль належить людині. Ергономіка тісно зв'язана з інженерною психологією, яка розглядає вимоги, пропоновані до психічних особливостей людини, що виявляються при його взаємодії з технічними засобами. Ергономіка здійснює системний підхід до трудових процесів і оперує ергономічними показниками: гігієнічними, антропометричними, фізіологічними, психофізіологічними, естетичними.

Ергономічна біомеханіка на підставі антропометричних ознак (розміри тіла, кінцівок, голови, кистей, стопи, кута обертання в суглобах, досяжності руки) дає рекомендації з організації робочого місця, конструюванню інструмента й оснащення.

Вимоги технічної естетики реалізуються за допомогою дизайну (художнього конструювання устаткування), його колірного оформлення, оформлення графічних засобів інформації, конструювання спецодягу і взуття. При цьому створюються умови для оптимальних зорових навантажень, гармонії в емоційному змісті трудових процесів, забезпечуються найменша травмованість і мінімальні шкідливі психологічні впливи процесу праці.

Для сучасного етапу науково-технічної революції (НТР) характерна незавершеність автоматизації і механізації праці, у зв'язку з чим мають місце несприятливі умови праці і професійні захворювання. Наприклад, було встановлено, що оператори клавішних ЕОМ працюють у незручній позі, яка характеризується сильним нахилом голови вперед (59° від вертикалі) і положенням рук у висячому положенні з відведенням від корпуса під кутом 87°. Ця поза обумовлює чисельні скарги на постійні болі в області спини, шиї, плечового пояса, передпліччя та кисті. М'язова утома, наприклад, у операторів дисплеїв зв'язана з нахилом голови і верхньої частини тулуба вперед, що приводить за 60 хвилин праці до перенапруги м'язів шиї, міжлопаточній області, згиначів передпліччя. Незручна поза приводить до виникнення додаткових рухів, зміні положення тіла, що прискорює настання стомлення і веде до зниження якості праці.

Загальні принципи гігієнічного нормування виробничих факторів поширюються на всіх працюючим. Разом з тим необхідно враховувати біологічні, анатомо-фізіологічні, біохімічні й інші особливості жіночого організму й організму підлітків. Наприклад, жінки в порівнянні з чоловіками в середньому мають менший ріст (на 10…15 см), масу тіла (на 10…12 кг), менші розміри і масу серця (на 25…30%), ударний обсяг серця і хвилинний обсяг крові (на 20…30%), меншу життєву ємність легень, масу м'язової тканини, її скорочувальну здатність і здатність до тренування. Робота, яку можуть виконувати жінки, складає в середньому 60…70% від тієї, котру може виконувати середній чоловік. Виражені полові розходження в напрузі фізіологічних функцій, менша працездатність і продуктивність праці, розвиток у більш ранній термін некомпенсованого стомлення, значна частота порушень у здійсненні специфічних функцій (виношування вагітності, витримування пологів) є підставою для включення у класифікацію напруженості праці градацій по статевій ознаці.

Важливе значення для збереження і стабілізації трудових ресурсів суспільства має правильна організація праці підлітків, у яких має місце недосконалість процесів збудження і гальмування в центральній нервовій системі, незавершеність анатомічного і фізіологічного формування рухового апарата, внаслідок чого стомлення настає швидше. Особливо важливий у цьому випадку професійний добір і професійна орієнтація. Професійний добір за медичними показниками повинний ґрунтуватися на точному з'ясуванні вимог трудового процесу до ступеня функціональної напруги різних фізіологічних систем. Особи з недостатньо розвинутими, слабкими фізіологічними системами не повинні допускатися до робіт, при яких потрібне значне навантаження саме цих фізіологічних систем, за умови, що вона не може бути ліквідована в процесі підготовки до того чи іншого виду діяльності. Це дозволяє зберегти функціональні резерви здоров'я у значної групи працюючих. Професійна орієнтація, що враховує схильності й особисті можливості майбутнього працівника і відповідність їхньому характеру трудової діяльності, дозволяє людині мати роботу з душі, по здібностях, в наслідок чого така праця буде для нього менш виснажливою. Важливе значення мають також режими праці і відпочинку, що відповідають віку, більш часті перерви в роботі, включення в режим прогулянок, елементів рухової активності, зміна діяльності, позитивні емоції.

Питання для контролю засвоєння навчального матеріалу.

1. Наука про зміни функціонального стану людини під впливом її трудової діяльності.

2. Поняття про працездатність, її фази.

3. Напруженість праці, критерії ї ї оцінки.

4. Професійний добір і орієнтація при визначенні професії.

1.7. Мікроклімат та комфортні умови життєдіяльності

Людина живе в самому нижньому, розташованому біля Землі шарі атмосфери, якій називається тропосферою. Повітря безпосередньо оточує нас і цим визначається його первинність з точки зору процесів життєдіяльності.

Тісно стикаючись з газовою сумішшю повітряного океану, організм людини піддається впливу його фізичних і хімічних факторів: складу повітря, температури, вологості, швидкості вітру, тиску й інших. Особливу увагу варто приділити параметрам мікроклімату приміщень – аудиторій, виробничих і житлових будівель. Мікроклімат, що безпосередньо впливає на один з найважливіших фізіологічних процесів – терморегуляцію, має величезне значення для підтримки комфортного стану організму.

Терморегуляція – це сукупність процесів, що забезпечують рівновагу між теплопродукцією і тепловіддачею, завдяки яким температура тіла людини залишається постійною.

Теплопродукція організму (вироблене тепло) у стані спокою складає для “стандартної людини” (маса 70 кг, ріст 170 см, поверхня тіла 1,8 м²) до 283 кДж у годину. При легкому фізичному навантаженні вона у два–три рази більша. При роботі середньої інтенсивності доходить до 1 256 кДж у годину і при важкій становить 1 256 кДж у годину і більше. Метаболічне зайве тепло повинно відводитися з організму.

Нормальна життєдіяльність людини здійснюється в тому випадку, якщо теплова рівновага, тобто відповідність між теплопродукцією разом з теплотою, одержуваною з навколишнього середовища, і тепловіддачею досягається без напруження процесів терморегуляції. Віддача тепла організмом залежить від умов мікроклімату, що визначається комплексом факторів, які впливають на теплообмін: температурою, вологістю, швидкістю руху повітря і радіаційною температурою навколишніх предметів.

Щоб зрозуміти вплив того чи іншого показника мікроклімату на теплообмін, потрібно знати основні шляхи віддачі тепла організмом. При нормальних умовах організм людини втрачає приблизно 85% тепла на підтримку температури шкіри і 15% на нагрівання їжі, вдихуваного повітря і випар води з легенів. Тепло, що віддається шкірі, розподіляється в такий спосіб: 45% приходиться на випромінювання, 30% на конвекцію і 10% на випар. Ці співвідношення можуть змінюватися в залежності від умов мікроклімату.

Втрата тепла тілом людини шляхом випромінювання може орієнтовно оцінюватися за законом Стефана-Больцмана і розраховується по формулі:

Е = К (Т₁⁴ – Т₂⁴),

де Е – енергія електромагнітного випромінювання з одиниці поверхні тіла в одиницю часу;

К –коефіцієнт;

Т₁ – абсолютна температура шкіри людини;

Т₂ –абсолютна температура навколишнього середовища.

З рівняння видно, що при Т₁ > Т₂ радіаційний баланс негативний, людина втрачає тепло, при Т₁ < Т₂ – радіаційний баланс позитивний, людина одержує тепло. Електромагнітна енергія випромінюється будь-якими нагрітими тілами. При температурі тіла людини її променева енергія приходиться на область інфрачервоних, теплових хвиль.

Утрата тепла за рахунок конвекції здійснюється в результаті зіткнення тіла людини з навколишнім повітрям чи з навколишніми предметами (кондукція). Основна кількість тепла губиться конвекцією. Ця втрата прямо пропорційна різниці між температурою тіла і температурою навколишнього повітря – чим більше різниця, тим більша тепловіддача. Якщо температура повітря зростає, утрата тепла конвекцією зменшується і при температурі 35...36⁰С припиняється. Віддача тепла конвекцією збільшується при збільшенні швидкості руху повітря, що не повинно перевищувати 2...3 м/с, тому що це може привести до переохолодження організму. Прискорює тепловіддачу підвищення вологості повітря. Вологе повітря є більш теплоємкім.

Утрата тепла випаром залежить від кількості вологи (поту), що випаровується з поверхні тіла. При випарі одного граму вологи організм втрачає 2,43 кДж тепла. В нормальних умовах з поверхні шкіри людини випаровується близько 0,5 л вологи за добу, яка забирає близько 1 200 кДж енергії.

З підвищенням температури повітря і навколишніх поверхонь утрата тепла випромінюванням і конвекцією зменшується і різко збільшується тепловіддача випаром. Якщо температура зовнішнього середовища вище, ніж температура тіла, то єдиним шляхом тепловіддачі залишається випар. Кількість поту може досягати понад 5…10 л у день. Цей вид тепловіддачі дуже ефективний, якщо є умови для випару поту: зменшена вологість і збільшена швидкість руху повітря. Таким чином, при високій температурі навколишнього середовища збільшення швидкості руху повітря є сприятливим чинником. При низьких температурах повітря збільшення його рухливості підсилює тепловіддачу конвекцією, що несприятливо для організму, тому що може привести до переохолодження, застуди і відмороження. Велика вологість повітря (понад 70%) несприятливо впливає на теплообмін як при високих, так і при низьких температурах. Якщо температура повітря вище 30°С, то велика вологість, утрудняючи випар поту, веде до перегрівання. При низькій температурі висока вологість сприяє сильному охолодженню, тому що у вологому повітрі підсилюється віддача тепла конвекцією. Комфортна вологість, таким чином, складає 40…60%.

Відповідно до діючих в даний час санітарних норм установлені гігієнічні вимоги до мікроклімату виробничих приміщень з урахуванням категорії робіт з рівня енерговитрат (табл. 1.4…1.6)

Припустимі норми параметрів мікроклімату у промислових приміщеннях для постійних робочих місць представлені в табл. 1.6. При комфортному мікрокліматі фізіологічні процеси терморегуляції не напружені, тепло почуття гарне, функціональний стан нервової системи оптимальний, фізична і розумова діяльність та працездатність високі, організм стійкий до впливу негативних факторів середовища.

Дискомфортний мікроклімат викликає напруження процесів терморегуляції, має місце погане тепло почуття, погіршуються умовні рефлекси уторована діяльність і функція аналізаторів, знижуються працездатність і якість праці, стійкість організму до впливу несприятливих факторів.

Дискомфортний мікроклімат може бути такий, що перегріває (гіпертермія) і прохолоджує (гіпотермія). Наслідки впливу дискомфортного мікроклімату на організм представлені в табл. 1.7.

Мікроклімат виробничих приміщень характеризується великою різноманітністю сполучень температури, вологості, швидкості руху повітря, інтенсивності і складу променистого тепла, відрізняється динамічністю і залежить від коливання зовнішніх метеоумов, часу дня і року, ходу і характеру виробничого процесу, умов повітрообміну з атмосферою. Якщо говорити про характер виробничого процесу, то існують, наприклад, виробництва зі значним надлишком тепла, вони відносяться до категорії гарячих цехів. До таких відносяться цехи з надлишком явного тепла 23 Дж/м³*с, з підвищенням температури до 35…40⁰С та інтенсивністю випромінювання до 0,7 Дж/см²*с.

Таблиця 1.4

Характеристика окремих категорій робіт

Висока вологість (вище 70%) зустрічається у виробництвах з великими поверхнями випаровування: шахти, фарбувальні, шкіряні, цукрові заводи, водо- і грязелікарні.

Підвищений рух повітря виникає там, де є поверхні з різними температурами і, коли ця різниця досить велика. В таких випадках виникають конвективні струми повітря, аж до утворення протягів.

В залежності від виробничих умов у приміщеннях переважають або окремі елементи мікроклімату, або їхній комплекс.

Таблиця 1.5

Оптимальні величини параметрів мікроклімату у виробничих приміщеннях

Тепловиділення в межах 11,6…17,4 Дж/м³·с звичайно дорівнює тепловтратам через огородження будинку і не приводить до накопичення тепла і підвищення температури повітря в приміщеннях.

При дискомфортному мікрокліматі спостерігається напруга процесів терморегуляції. Верхня границя терморегуляції людини в стані спокою складає: температуру повітря 30…51°С при відносній вологості 85%, або температура повітря 40°С при відносній вологості 50%. Для умов виконання фізичної роботи границі терморегуляції знижуються. Наприклад, при важкому м'язовому навантаженні температура повітря складає 5…10°С і відносній вологості повітря 40…60%.

Таблиця 1.6

Припустимі норми параметрів мікроклімату у промислових приміщеннях для постійних робочих місць

При змінах мікроклімату, що виходять за границі пристосувальних фізіологічних коливань, дискомфорт виявляється у виді зміни самопочуття. З'являється апатія, шум у вухах, мерехтіння перед очима, нудота, потьмарення свідомості, підвищення температури тіла, судороги та інші симптоми.

З метою захисту працюючих від можливого перегрівання чи охолодження, коли температура повітря вище чи нижче припустимих величин, установлюється термін перебування на робочих місцях.

У практиці санітарно-гігієнічного контролю для оцінки сумарного впливу параметрів мікроклімату і розробки заходів щодо захисту працюючих від можливого перегрівання використовується інтегральний показник теплового навантаження середовища.

Індекс теплового навантаження середовища (ТНС-індекс) є емпіричним показником, що характеризує дії на організм людини параметрів мікроклімату (температури, вологості, швидкості руху повітря) і теплового опромінення.

ТНС-індекс рекомендується використовувати для інтегральної оцінки теплового навантаження на робочих місцях, на яких швидкість руху повітря не перевищує 0,6 м/с, а інтенсивність теплового опромінення – 1 200 Вт/м².

Параметри мікроклімату, що рекомендуються нормами, повинні забезпечити в процесі терморегуляції таке співвідношення фізіологічних і фізико-хімічних процесів, при якому підтримувався б стійкий тепловий стан протягом тривалого часу, без зниження працездатності людини. У цехах із кліматичним комплексом переважно нагріває типу вирішальне значення в боротьбі з нагріванням здобуває зміна самого технологічного процесу, заміна джерел надлишкового виділення тепла різними способами, що вимагають у кожнім конкретному випадку спеціального розгляду. Немаловажним у забезпеченні комфортних параметрів мікроклімату є раціональне опалення, правильний пристрій вентиляції, кондиціонування повітря, теплоізоляція джерел тепла.

Найбільш дієвим і простим способом забезпечення параметрів мікроклімату у приміщеннях являється подача або регенерація повітря, що відповідає вимогам щодо гігієни праці. Іншими словами вентиляція.

Вентиляція – організований і регульований повітрообмін, що забезпечує видалення з приміщення відпрацьованого повітря і подачу на його місце свіжого.

Природна неорганізована вентиляція здійснюється за рахунок різниці тиску зовні й усередині приміщення. Для помешкань зміна повітря (інфільтрація) може досягати 0,5…0,75, а для промислових – 1,0…1,5 об’єму за годину.

Природна організована канальна вентиляція проектується для житлових і громадських будинках. При обтіканні вітром виходу витяжної шахти, що має іноді насадку-дефлектор, створюється розрядження, в наслідок чого виникає потік повітря у вентиляційній системі.

Аерація – організована природна вентиляція приміщень через фрамуги, кватирки, вікна.

Таблиця 1.7

Дискомфортний мікроклімат

Механічна вентиляція – це така вентиляція, при якій повітря подається за допомогою спеціальних пристроїв – компресорів, насосів і іншого устаткування. Розрізняють вентиляцію загального обміну (для всього приміщення) і місцеву (для окремих робочих місць). При механічній вентиляції повітря може попередньо проходити через систему фільтрів, очищатися, а в повітрі, що видаляється, можуть уловлюватися шкідливі домішки. Недоліком механічної вентиляції є створюваний нею шум. Найбільш досконалий вид промислової вентиляції – кондиціонування повітря.

Кондиціонування – штучна автоматична обробка повітря з метою підтримки оптимальних мікрокліматичних умов незалежно від характеру технологічного процесу й умов зовнішнього середовища. У ряді випадків при кондиціонуванні повітря проходить додаткову спеціальну обробку – очистку від пилу, зволоження, озонування й інші. Кондиціонування повітря забезпечує як безпеку життєдіяльності, так і параметри технологічних процесів, де не допускаються коливання температури і вологості середовища.

Таблиця 1.8

Величини ТНС-індекса рекомендовані для профілактики перегрівання

Значно зменшує вплив тепла на організм застосування екранування. Екрани можуть бути тепло відбиваючі (алюмінієва фольга, алюмінієва фарба, аркушевий алюміній, біла жерсть), теплопоглинальні (безбарвні і пофарбовані склоблоки, шибки з повітряним чи водяним прошарком), теплопровідні (порожні сталеві плити з водою чи повітрям, металеві сітки). Широко застосовуються індивідуальні засоби захисту: спецодяг з бавовни, льону, каски, шоломи, окуляри, маски з екраном і т.д.

Немаловажне значення для здоров’я людини має атмосферний тиск. Атмосферний (барометричний) тиск створюється атмосферою під впливом гравітації. Зміна тиску відбувається в результаті нерівномірного нагрівання повітряних мас, розташованих над сушею і водою в різних географічних широтах. Як правило, незначні зміни барометричного тиску в межах 10…30 мм рт. ст. не впливають на здорових індивідуумів. Однак більш значні зміни атмосферного тиску убік підвищення чи зниження можуть впливати на функціональний стан здоров'я людини. Оптимальна дифузія кисню у кров з газової суміші в легенях здійснюється при атмосферному тиску 760 мм рт. ст.

Вплив підвищеного атмосферного тиску зв'язаний із механічною (компресійною) і фізико-хімічною (проникаючою) дією газового середовища.

При дуже високому барометричному тиску відзначається: загально підвищений рівномірний механічний тиск на органи і тканини; можливий розвиток механонаркозу; місцевого нерівномірного тиску на тканини, що обмежують повітря утримуючі порожнини (наприклад, придаткові порожнини носа, середнє вухо), що може привести до ушкодження баротравмі; збільшення щільності газової суміші і збудження зовнішнього дихання.

Проникаючий ефект при підвищеному барометричному тиску виявляється в токсичній дії кисню й індиферентних газів, що проникають у кров у підвищених кількостях і викликають наркотичну реакцію. Із збільшенням парціального тиску кисню в легенях більш ніж на 0,8…1,0 атм. виявляється його токсична дія відбуваються ураження легеневої тканини, судороги, колапс. Відомі порушення стану здоров'я у осіб, які працюють на досить великій глибині, при швидкому підйомі на поверхню. В результаті виникають декомпресійні розлади так називана кесонна хвороба (захворювання, виявлене у кесонних робітників, що працювали під водою в спеціальних пристосуваннях-кесонах, і, що розвивається при порушенні правил декомпресії).

Зниження атмосферного тиску відзначається, як правило, при підйомі на висоту (умови високогір'я, літальні апарати, барокамери й ін.). При цьому має місце розрідження атмосфери і зменшення вмісту кисню у повітрі. В залежності від індивідуальних особливостей організму, швидкості і величини зниження тиску й інших факторів відзначається виразність змін у функціональному стані від адаптаційно-пристосувальних реакцій до патологічних станів (висотна чи гірська хвороба), аж до смертельного результату.

В залежності від реакції організму на нестачу кисню при зниженому барометричного тиску висотні умови перебування людей поділяють на: індиферентну зону, висота від 0 до 1 500…2 000 м над рівнем моря. У осіб, що довгостроково перебувають в цій зоні, не відзначається яких-небудь помітних функціональних змін;

зону повної компенсації висотою від 2 000 до 4 000 м. Вона характеризується тим, що працездатність людей в ній зберігається досить тривалий час, але фізична робота виконується з утрудненням;

зону неповної компенсації висотою від 4 000 до 5 500 м, коли спостерігається зниження працездатності і можлива поява в людей ейфорії і неадекватного поводження;

критичну зону – від 5 500 до 8 000 м де спостерігається погіршення стану здоров’я, працездатність різко знижена, виникає велика імовірність прояви висотної непритомності;

нестерпну зону, висота понад 8 000 м, перебування у цій зоні без уживання необхідних заходів як правило закінчується летальним наслідком.

У процесі діяльності людина може піддаватися гострому впливу зниженого барометричного тиску (наприклад, в умовах розгерметизації кабіни літака на висоті понад 5 000 м чи при високогірних сходженнях) і хронічному впливу (тривале перебування в горах). У результаті хронічного впливу високогір'я (до визначеної зони) в організмі здійснюються адаптаційні перебудови з формуванням стану акліматизації, що використовується у практиці профілактичної роботи серед людей, що піддаються впливу кисневої недостатності.

Варто відзначити і те, що знижений тиск (декомпресія) на висотах (навіть при виключенні нестачі кисню) викликає само по собі збудження в організмі, що об'єднано загальною назвою декомпресійних розладів: висотний метеоризм (розширення газів у шлунково-кишковому тракті); висотні болі (за рахунок переходу газів, у першу чергу азоту, що містяться в розчиненому станів у рідких і напіврідких середовищах у газоподібний стан і утворення пухирців) і висотна тканинна емфізема (“закипання” тканинної і міжклітинної рідини внаслідок поява в них міхурів водяної пари). Пухирці газів викликають емболію кровоносних судин. Зазначені збудження виникають у людини на висоті більш 7 000 м.

Декомпресія може бути плавної і підривною. Прояву декомпресійних порушень можна уникнути чи зменшити при дотриманні правил поступового зниження тиску, застосування висотнокомпенсуючих костюмів, кисневих масок, герметизації кабін літальних апаратів, спеціальних тренувань і інших заходів.

Найбільша кількість інформації про навколишній світ дає зоровий аналізатор. У зв'язку з цим раціональне природне і штучне освітлення в житлових приміщеннях і громадських будинках, на робочих місцях має важливе значення для забезпечення нормальної життєдіяльності і працездатності людини. Світло не тільки забезпечує нормальну життєдіяльність організму людини, але і визначає життєвий тонус і ритм. Сила біологічного впливу світла на організм залежить від ділянки спектра довжин хвиль, інтенсивності і часу впливу випромінювання. Та частина спектра електромагнітних випромінювань, що знаходиться в межах довжин хвиль від 10 до 100 000 нм, називається оптичною областю спектра. Середня частина оптичної області (400…760 нм) приходиться на видиме випромінювання, сприймане оком як світло. Такі функції організму, як дихання, кровообіг, робота ендокринної системи, ферментні системи чітко змінюють інтенсивність діяльності під впливом світла. Тривале світлове голодування приводить до зниження імунітету, функціональним збудженням у діяльності ЦНС. Світло є могутнім емоційним фактором, впливає на психіку людини. Несприятливі умови освітлення ведуть до зниження працездатності і можуть обумовити так називану професійну короткозорість.

Основними характеристиками освітлення для оцінки його якості є.

Світловий потік – потужність променистої енергії, оцінюється по світловому відчуттю. Одиниця виміру – люмен (лм). Один люмен дорівнює кількості світлової енергії в один Джоуль, що проходить через одиницю площі.

Сила світла, просторова щільність випромінюваного потоку, визначається відношенням світлового патока до величини тілесного кута, у якому він визначений. Одиницею виміру сили світла є кандела (кд).

Освітленість (Е) – визначається як світловий потік, що приходиться на одиницю площі освітлюваної поверхні. Одиниця виміру – люкс (лк). Один лк – це освітленість поверхні в 1м², на котру падає світловий потік в 1 лм.

Яскравість (В) – це рівень світлового відчуття, величина, що безпосередньо сприймає наше око. Виміряється яскравість в кд/м² чи в нитах (нт). Один нит дорівнює силі світла в одну канделу з площі в 1 м² у напрямку, перпендикулярному площадці, що опромінюється. Так, яскравість палаючої свічі і блакитного неба дорівнює приблизно 1 кд/м². Яскравість сонця опівдні складає 150 000 кд/м². При яскравості більше 0,75 кд/м² здійснюється звуження зіниці.

Яскравість освітлюваного об'єкта зв'язана з його освітленістю залежністю: B = К_відЕ / 3,14, де К_від – коефіцієнт відображення поверхні. Наприклад, для стін К_від = 0,6, для стелі К_від = 0,7.

Основними фізіологічними функціями ока є контрастна чутливість, зорова адаптація, гострота зору, швидкість розрізнення і стійкість ясного бачення.

Контрастна чутливість показує у скільки разів яскравість тла (В_тла) вище граничної яскравості (В_гр) об'єкта і тла: К= В_тла /В_гр. Гранична різниця яскравості В_гр – це найменше помітне для ока відмінність яскравості об'єкта і тла.

Гострота зору – здатність зорового аналізатора розрізняти дрібні деталі предметів. Нормальною гостротою зору людини вважається така, при якій він може розрізняти об'єкт із кутовими розмірами 1 хв. (це відповідає умовам розгляду чорного об'єкта розміром 1,45 мм на білому тлі з відстані 5 м при освітленості не менш 80 лк). При меншому куті зору дві крапки об'єкта зображуються на одному чуттєвому елементі, сітківки (колбочці) ока і не розрізняються, тому кут зору в 1 хвилину називається фізіологічним граничним кутом.

Максимальна гострота зору спостерігається при яскравості 500 кд/м² і більше. Зниження яскравості веде до зниження зорової працездатності. Оптимальною яскравістю є яскравість у діапазоні від 50 до 1 500 кд/м².

Наближаючи предмет, що розглядається, до ока, ми збільшуємо кут зору, а з ним і розміри зображення на сітківці. Це дозволяє спостерігати більш дрібні деталі. Однак при максимально можливому наближенні підсилюється напруга м'язів, що змінюють форму кришталика. Робота ока стає стомлюючою. Напруга м'язів при постійній роботі з дрібними об'єктами (дрібним шрифтом, мікросхемами тощо) викликає спазм акомодації і помилкову короткозорість. Після припинення роботи відновлюється здатність кришталика змінювати свою кривизну.

Постійна робота при низькому освітленні веде до розвитку короткозорості (міопії), зменшенню гостроти зору.

Чітке зображення розглянутого предмета спостерігається в тому випадку, якщо промені світла від предмета після їхнього переломлення в середовищах ока збираються у фокус ока на сітківці. При короткозорості фокус виявляється лежачим перед сітківкою і на неї попадають розбіжні промені, при цьому зображення виходить розпливчастим.

При далекозорості промені предмета сходяться за сітківкою і на ній також виходить нечітке, розпливчасте зображення. Далекозорість виникає практично у всіх людей, вік яких складає 40…45 років і більше у зв'язку з ослабленням м'язового апарата ока.

Око людини має здатність пристосовуватися до зміни освітленості в межах від 10^–6 лк у темряві, до 10⁵ лк при сонячному світлі. Процес пристосування до того чи іншого рівня яскравості називається адаптацією. При підвищенні яскравості спостерігається світлова, а при зниженні яскравості – темнова адаптація.

Швидкість розрізнення – здатність ока розрізняти деталі предметів за мінімальний час спостереження.

Стійкість ясного бачення це здатність зорового аналізатора чітко розрізняти об'єкт протягом заданого часу. Чим довше триває ясне бачення, тим вище продуктивність зорового аналізатора.

Сприятливі умови роботи зорового аналізатора забезпечуються як рівнем освітлення, так і його якістю. Якість освітлення забезпечується відсутністю блискучості, рівномірним розподілом яскравості на робочій поверхні, відсутністю тіней, стробоскопічного ефекту (відчуття двоїння предметів).

Найкращі умови для роботи зорового аналізатора дає природне освітлення, потім штучне, що наближається до спектра природного світла, і змішане освітлення. Підбором відповідного штучного джерела світла можна створити оптимальні умови роботи.

Природна освітленість залежить від багатьох факторів: географічної широти місцевості, орієнтації будинку і приміщення, величини віконних прорізів, фарбування стін і т.д.

Проектована (прогнозована) освітленість приміщення може бути оцінена на підставі визначення світлотехнічного показника – КПО (коефіцієнта природної освітленості) і геометричного показника СК (світлового коефіцієнта). Природна освітленість відповідно до нормативних вимог залежить від точності виконуваної зорової роботи і від призначення приміщення.

КПО визначається як відношення абсолютної освітленості в люксах, обмірюваної на робочому місці (ε) до зовнішньої освітленості в горизонтальній площині, захищеної від прямих сонячних промінів (Е), виражене у відсотках:

КПО = (ε/Е)·100%.

Не складним, але досить точним методом оцінки природного освітлення є геометричний, при якому визначається відношення заскленої площі світлопройомів до площі підлоги (СК). Так, світловий коефіцієнт для навчальних і адміністративних приміщень повинний складати 1/6…1/8.

Проектоване штучне освітлення оцінюється за багатьма показниками, що характеризують тип і кількість освітлювальних ламп, їхнє розміщення і висоту підвісу, види використовуваної арматури. Найчастіше можуть бути використані загальна і комбінована види систем освітлення: тобто місцева в сполученні з загальною. При загальній системі світильники розташовують у горизонтальній площині стелі чи зосереджують їх локально. Умови освітленості залежать від співвідношення відстані між світильниками в горизонтальній площині і висотою їхнього підвісу. На оптимум цього співвідношення впливає тип світильників.

Як джерела штучного освітлення використовуються лампи накалювання і люмінесцентні. Лампи накалювання дають суцільний спектр випромінювання, близький до природного, однак вони неекономічні – на світлове випромінювання йде всього від 5 до 18 відсотків споживаної енергії. Газорозрядні, люмінесцентні лампи більш економічні, але в більшості випадків не забезпечують правильну передачу кольору, особливо синтетичних матеріалів. На практиці використовуються наступні типи люмінесцентних ламп: ЛД – лампи денного світла, які мають блакитнуватий відтінок світіння; ПХБ – лампи холодно-білого кольору з жовтуватим відтінком світіння та ЛТБ – лампи білого кольору з рожевим відтінком світіння.

Поиск по сайту: