Основы взаимодействия в системе «человек — среда обитания». Воздействие на человека потоков жизненного пространства

В жизненном процессе взаимодействие человека со средой обитания и ее составляющих между собой основано на передаче между элементами системы потоков масс вещества, энергии всех видов и информации В соответствии с законами сохранения жизни Куражковского Ю. Н. «Жизнь не может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации»…

Человеку эта потоки необходимы для удовлетворения своих потребностей в пище, воде, воздухе, солнечной энергии, информации об окружающей среде. В то же время человек выделяет в жизненное пространство потоки энергии, связанные с его сознательной деятельностью (механической, интеллектуальной энергии), а также потоки масс вещества в виде отходов биологического процесса, потоки тепловой энергии и т. д.

Обмен потоками вещества и энергии характерен и для процессов происходящих без участия человека. Естественная среда обеспечивает поступление на нашу планету потоков солнечной энергии, что создает в свою очередь потоки растительной и животной масс в биосфере, потоки адиабатических веществ (воздух, вода), потоки энергии различных видов, в том числе при стихийных явлениях в природной среде. Для техносферы характерны потоки всех видов сырья и энергии, многообразие потоков продукции и людских резервов; потоки отходов (выбросы в атмосферу, сбросы в водоёмы, жидкие и твёрдые отходы, различные энергетические воздействия). Последние возникают в соответствии с Законом о неустранимости отходов и побочных воздействий производств: «В любом хозяйственном цикле образуются отходы и побочные эффекты, они не устранимы и могут быть переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве». Техносфера способна также создавать спонтанно значительные потоки масс и энергий при взрывах, пожарах, при разрушении строительных конструкций, при авариях на транспорте и т. п.

Социальная среда потребляет и генерирует все виды потоков, характерные для человека как для личности, кроме того, социум создаёт информационные потоки при передаче знаний, при управлении обществом, при сотрудничестве с другими общественными формациями. Социальная среда создаёт потоки всех видов, направленные на преобразование естественного и техногенного миров, формирует негативные явления в обществе, связанные с курением, потреблением алкоголя, наркотиков и т. п.

Характерные потоки масс, энергии и информации для различных компонентов системы «человек-среда обитания» показаны на слайдах 3−6.

Слайд 3. Основные потоки в естественной среде.

• · Солнечное излучение, излучение звёзд и планет;
• · Космические лучи, пыль, астероиды;
• · Электрическое и магнитное поля Земли;
• · Круговороты веществ в биосфере в экосистемах, в биогеоценозах;
• · Атмосферные, гидросферные и литосферные явления, в т. ч. — стихийные;
• · Другие.

Слайд 4. Основные потоки в техносфере.

• · Потоки сырья, энергии;
• · Потоки продукции отраслей экономики;
• · Отходы отраслей экономики;
• · Бытовые отходы;
• · Информационные потоки;
• · Транспортные потоки;
• · Световые потоки (искусственное освещение);
• · Потоки вещества и энергии при техногенных авариях;
• · Другие;

Слайд 5. Основные потоки в социальной сфере.

• · Информационные потоки (обучение, государственное управление, международное сотрудничество и т. п.);
• · Людские потоки (демографический взрыв, урбанизация населения);
• · Потоки наркотических средств, алкоголя и др.;
• · Другие.

Слайд 6. Основные потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности.

• · Потоки кислорода, пищи, воды и иных веществ (алкоголь, табак, наркотики);
• · Потоки энергии (механической, тепловой, солнечной и др.);
• · Информационные потоки;
• · Потоки отходов процесса жизнедеятельности;
• · Другие;

Потоки масс, энергий и информации распределяясь в земном пространстве, образуют среду обитания для живой природы — человека, фауны, флоры. Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда эти потоки находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и / или среду. В естественных условиях такие взаимодействия наблюдаются при излечении климата и стихийных явлениях. В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены её элементами и действиями человека. В общем виде воздействие потока на объект (человек и др.) в каждой точке пространства определяется его интенсивностью I и длительностью экспозиции ф, т. е.,.

E (X, Y, Z) = f (I, ф),.

где Е — фактор воздействия в точке пространства с координатами x, y, z.

Результат влияния фактора воздействия потока на объект зависит от свойств и параметров потока, а также от свойств объекта. Изменяя величину любого потока минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек — среда обитания»:

• — комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия, создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки доя проявления наивысшей работоспособности; гаранта, сохранение здоровья человека и целостности компонентов среды обитания;
• — допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Соблюдение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;
• — опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и / или приводят к деградации природной среды;
• — чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде.

Из четырех характерных состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно-опасное) — недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развитая природном среда.

Проиллюстрируем сказанное конкретными примерами.

Пример № 1. Интенсивность акустических колебаний I в атмосферном воздухе (интенсивность звука) зависит от мощности Р (Вт) источника звука, расстояния R (м) от источника до объекта воздействия (человека) и свойств среды (воздуха), в которой колебания распространяются. В этом случае:

где Ф — фактор направленности излучений звука.

К — коэффициент, учитывающий уменьшение интенсивности звука на пути его распространения за счёт затухания в воздухе и на различных препятствиях.

К=1 при расстоянии до 50 м. и отсутствии препятствий.

Уровень звука обычно выражают в дБА и определяют по формуле:

где I₀=10^-12 ВТ/м.

Реальные уровни звука в местах возможного пребывания человека могут изменяться в весьма широких пределах от 0 до 160 дБА и сопровождаются широкой гаммой ответных реакций организма человека. (см. слайд 7).

При уровнях звука до 20−35 дБА человек чувствует себя комфортно (точка 1 на слайде), не реагируя негативно на наличие звуков в окружающей среде. Уровни звука до 50 дБА (точка 2) не влияют на здоровье человека, занимающегося интеллектуальной деятельностью, а у людей, связанных с физическим трудом, верхняя граница может быть расширена до 80−85 дБА (точка 2'). Эти значения уровней звука (точки 2 и2') соответствуют предельно допустимым условием воздействия звука на человека в процессе его деятельности.

Дальнейший рост уровня звука свыше 85 дБА при длительных его экспозициях (до нескольких лет) может привести к тугоухости, а при уровне звука 140 дБА (точка 3) и выше возможно травмирование человека из-за разрыва барабанных перепонок или контузии. При уровнях 160дБА (точка4) может наступить летальный исход.

Слайд 7. Зависимость жизненного потенциала человека от воздействия на него акустических колебаний.

Из сказанного выше следует, что воздействие одного и того же вида энергии на человека может изменять его состояние от комфортного (наивысшая трудоспособность) до чрезвычайного (получение травмы или летальный исход).

Пример № 2. В естественных условиях поверхности Земли температура атмосферного воздуха изменяется от -88 до +60 С, в то время как температура внутренних органов человека за счет терморегуляции его организма сохраняется комфортной, близкой к +37 С. При выполнении тяжелых работ и при высокой температуре окружающего воздуха температура тела человека может повышаться на 12 С Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек +43 С, минимальная — +25 С.

Температура воздуха в рабочих и жилых помещениях, на улицах и в природных условиях существенно влияет на состояние организма человека, изменяя его жизненный потенциал. При низких температурах нам холодно, при высоких — жарко. При температуре наружного воздуха +30 С и более работоспособность человека значительно падает. Установлено, что у человека существует зависимость комфортных температур окружающей среды от категории тяжести выполняемых работ (легкая, средняя, тяжелая), от периода года и некоторых других параметров микроклимата. Так, для человека, выполняющего легкую работу, комфортная температура: летом составляет 23−25 С, зимой — 22−24 С; для человека занимающегося тяжёлым физическим трудом, летом -18−20 С, зимой — 16−18 С. На слайде 8 показана зависимость жизненного потенциала человека от изменения температуры окружающего воздуха при длительном выполнении легких работ.

Отклонения температуры окружающей среда от комфортных значений на ± (2 — 5) С (зона II) считаются допустимыми, поскольку не оказывают влияния на здоровье человека, а лишь уменьшают производительность его деятельности. Дальнейшие отклонения температуры окружающей среда от допустимых значении (зона II) сопровождается тяжелыми воздействиями на организм человека и ухудшением его здоровья (нарушение дыхания, сердечной деятельности). При еще больших отклонениях температур окружающего воздуха от допустимых знаний (зона IV) возможен перегрев (гипертермия) или переохлаждение (гипотермия) организма человека, а также получение им тепловых или холодных травм.

Слайд 8. Зависимость жизненного потенциала человека от температуры окружающего воздуха при длительном выполнении легких работ.

Выводы по первому вопросу:

• 1. Взаимодействие человека с живой и неживой природой, с социальной средой и техносферой основано на обмене потоками веществ, энергий и информации.
• 2. Потоки отличаются многообразием и в большинстве случаев жизненно необходимы.
• 3. Ряд потоков (техногенные отходы, потоки при стихийных явлениях, при взрывах и пожарах и т. п.) носят негативный характер представляя у грозу жизни человека, социальной среде, устойчивому состоянию биосферы и техносферы.
• 4. Взаимодействие человека со средой обитания может быть негативным и позитивным, характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий и информации.
• 5. Результаты негативного воздействия потоков на человека зависят в основном от интенсивности и продолжительности воздействия этак потоков, а также от способности человека воспринимать потоки воздействия.