Розділ III. Людина як об'єкт, який потребує захисту в умовах середовища, що оточує виробництво

Ознайомившись із змістом розділу, ви маєте змогу:

¦ Сформулювати склад, структуру, зміст характеристик, ознак і основних властивостей середовища, де реалізується діяльність людини.

¦ Всебічно уявити стан людини і зміни в ньому під час виконання будь-яких робіт, а також визначити відповідні засоби і заходи безпеки.

* Визначити, яким чином впливають конкретні небезпечні чинники і як їх сприймають органи та системи людини.

Середовище, де реалізується діяльність людини

Біосфера -- сфера життя, простір на поверхні земної кулі, в якому поширені живі істоти.

Фундаментальною відмінністю живої речовини від чогось іншого є те, що вона охоплена еволюційним процесом, який безперервно створює нові форми живих істот. Різноманітні форми життя та їх багатофункціональність будують основу стійкого обігу речовин і каналізованих потоків енергії. У цьому специфіка і застава стійкої біосфери як унікальної оболонки земної кулі.

«Таким чином, біосфера (за В. І. Вернадським) є однією з геологічних оболонок земної кулі, глобальною системою Землі, в якій геохімічні й енергетичні перетворення визначаються сумарною активністю всіх живих організмів -- живої речовини.

Активна діяльність живих організмів охоплює порівняно невеликий прошарок поверхонь оболонок нашої планети. Його межі визначаються комплексом умов, які забезпечують стійке існування спілки живих організмів. До складу біосфери входять: нижня частина атмосфери, гідросфера і верхні шари літосфери, яка переважно змінилася під дією вивітрювання за участю живих організмів. Цей прошарок максимальних змін є ґрунтом.

Кожна з цих геологічних оболонок планети має свої специфічні властивості, які визначають не тільки набір форм живих організмів, що мешкають у конкретній частині біосфери, а й їх основні фізіологічні особливості, які формують своїм впливом принципові шляхи еволюції і становлення фундаментальних ознак життєвих форм організмів, у тому числі й людини.

Таким чином, повітряна, водна оболонки і прошарок ґрунту, заповнені життям, виступають як основні середовища життя, активно формуючи його склад і біологічні властивості.

Біосферні зв'язки складалися упродовж тривалого часу. В природі не існує нічого зайвого і непотрібного. Саме існування підтримується завдяки зв'язкам у біосфері. їх суть у біосфері надзвичайно складна і визначена практично тільки у загальних рисах. Неживою частиною біосфери керують продуценти. Продуцентами керують консументи. Діяльність останніх визначають зворотні зв'язки, що йдуть від продуцентів.

Продуценти, або автотрофи, -- це організми, що створюють органічну речовину, утилізуючи сонячну енергію, воду, вуглекислий газ та мінеральні солі. До цього типу належать рослини (їх близько 350 000 видів, за масою складають 2,4 * 1012 т).

Консументи, або гетеротрофи, -- організми, що отримують енергію, живлячись консументами. До їх складу входять рослиноїдні тварини, хижаки і паразити, а також хижі рослини та гриби (їх близько 1,5 млн, за масою складають близько 2,4 * 1012т).

Редуценти -- мікроорганізми, що розкладають органічну речовину продуктів і консументів до простих сполук -- води, вуглекислого газу і мінеральних солей. Взагалі їх налічується 75 тис. видів, а сумарна маса дорівнює 1,8 * 108т.

Як результат здійснення біотичного кругообігу речовин у біосфері мають місце такі процеси:

  • 1. Продуценти (рослини) в межах реалізації механізму фотосинтезу виробляють органічну речовину, споживаючи сонячну енергію, воду, вуглекислий газ і мінеральні солі. Хемопро-дуценти, використовуючи енергію хімічних реакцій, наприклад окислення сполук заліза або сірки, теж виробляють органічну речовину.
  • 2. Консументи (травоїдні тварини) живляться органічною масою рослин, консументи другого та третього порядків (хижаки, паразити, хижі рослини і гриби) споживають інших консументів.
  • 3. Редуценти споживають частину поживних речовин, розкладають мертві тіла рослин і тварин до простих хімічних сполук (води, вуглекислого газу та мінеральних солей), замикаючи таким чином кругообіг речовин у біосфері.

Найголовнішою ланкою управління в біосфері є енергія. Первинним тут є енергія Сонця, а другорядним -- енергія внутрішнього тепла Землі і радіоактивного розпаду елементів.

Сонячна радіація характеризується щільністю світлового потоку, який досягає земної атмосфери як сонячна константа (R дорівнює 1352 Вт/м2). На одиницю площі всієї поверхні атмосфери припадає в середньому 1/4 сонячної константи.

В цілому близько 56 % R цієї енергії йде на випаровування води. Під час конденсації вологи ця теплота, що вилучається разом із залишком -- 44 %, витрачається на підігрівання повітря, води, ґрунту. Зумовлені цим нагріванням конвекційні процеси в атмосфері і гідросфері реалізуються в природі, як вітри та течії. Менш від 1 % сумарної радіації вилучається за будь-яких фотохімічних реакцій в нижніх прошарках атмосфери, верхніх прошарках води і в клітинах рослин. Головна складова цих фотохімічних реакцій -- фотосинтез. Світловий чинник є основним джерелом енергії для фотосинтезу. Тому світло має фундаментальне екологічне значення.

Основними чинниками, що впливають на рослинний світ (крім світлового), є достатня температура, наявність високої концентрації СО2, тривалість світлового дня.

Тривалість світлового дня визначається як фотоперіодизм.

Зміни фотоперіоду в середніх широтах випереджають зміни температури і пов'язані з ними «хвилі життя». Вони є сигналом для початку періодичних сезонних змін життєдіяльності рослин, тварин і людини. Цей початок здійснює коригування шляхом впливу тривалості світлового дня на сигнальну систему з виробництва визначених гормонів, які викликають відповідні фізіологічні зміни в організмі.

Усі живі організми мають потребу в їжі. Ця потреба має два значення:

  • 1) як джерело енергії для підтримки життя і здійснення своїх функцій;
  • 2) як матеріал для побудови й оновлення своїх клітинних структур, для продукції і розмноження.

Кількість їжі на Землі визначається чистотою первинної продукції рослин. Це приблизно 140 млрд т на рік сухої речовини фітомаси, в якій міститься енергія у кількості 2,3 * 1021 Дж. Таку кількість їжі за рік використовують гетеротрофи, в яких біомаса на порядок менша. Відповідно до правила одного відсотка на частку кінцевих консументів -- в основному великих тварин -- повинно припадати менше, ніж один відсоток об'єму деструкції. Використання біомаси і біогенних продуктів не для споживання в природі порівняно невелике, але це є надзвичайно важливим до людського господарства.

Вибірне споживання поживних речовин має місце й у рослин, й у тварин. Будь-яка їжа -- набір різних елементів в продуктах споживання, які є завжди обов'язкові і незамінні. В умовах відсутності будь-якого з цих елементів (лімітуючого чинника) виникає порушення життєдіяльності аж до загибелі організму. Для нормального розвитку в їжі повинна бути відповідна кількість амінокислот, вітамінів і мікро-елементів. Вплив на фізіологічний стан окремих особин, якісний і кількісний вміст їжі дає можливість відповідно впливати і на стан тварин, людей як в цілому, так і на їх динамічні характеристики -- народження, інертність, темпи розвитку й якість потомства.

Кліматичні чинники, що спричиняються потоками сонячної енергії, реалізуються тепловими процесами атмосфери. Виявлення цих процесів має місце у формуванні показників клімату.

До еколого-кліматичної характеристики місцевості входять: середньорічні величини і сезонні (помісячні) коливання температури, її добовий хід, мінімуми та максимуми, термін переходу температури через 0°, кількість опадів, випаровування вологи, сила та напрями вітру, вологість повітря, термін сонячного сяйва, сумарна сонячна радіація, радіаційний баланс та інші показники.

Температура з усіх кліматичних чинників, пов'язаних з енергетикою біосфери, має найбільше екологічне значення. Вона регулює перетворення потоку енергії біля поверхні Землі та в свою чергу суттєво впливає на енергетику біоти.

Генеральна закономірність впливу температури на живі організми виражається дією її на швидкість обмінних процесів. Відповідно до загального правила для всіх хімічних реакцій, що встановлене Вант-Гоффом, підвищення температури пропорційно підвищує швидкість реакції. Різниця полягає в тому, що в живому організмі хімічні процеси завжди відбуваються за участю складних ферментних систем. Активність цих систем і швидкість біохімічних реакцій кількісно змінюється залежно від зовнішньої температури.

Величину температурного прискорення хімічних реакцій зручно виражати коефіцієнтом Q10. Коефіцієнт показує, у скільки разів підвищується швидкість реакції, коли підвищилася температура на 10 °С.

де Kt+10oc -- швидкість реакції при температурі t+10°C;

Kt -- швидкість реакції при температурі t.

Коливання коефіцієнта температурного прискорення Q10 здійснюється в межах 2--3.

В одному і тому ж організмі величина температурного прискорення біохімічних реакцій неоднакова для будь-яких процесів. Ця закономірність часто визначає межі температурної стійкості організму в цілому.

Життєві функції можуть мати місце у певному інтервалі температур. У зв'язку з цим розрізняють температурні пороги життя, вище і нижче за яких життя неможливе.

Верхній температурний поріг життя теоретично визначається температурою «згортання білку», що відповідає стану «теплової загибелі». У більшості тварин теплова загибель настає раніш, ніж починають коагулювати білки.

Досягнення нижнього температурного порогу життя супроводжується порушенням процесів, що діють в організмі. Наприклад, порушення діяльності серця під час слабкого охолодження проявляється у змінах ритмів скорочень серцевих м'язів, а за більш сильного -- в її провідності і збудженні. Важливу роль у визначенні нижнього температурного порогу життя відіграють структурні зміни в клітинах і тканинах, що пов'язано із замерзанням позаклітинної та внутрішньоклітинної рідини. Під час утворення кристалів льоду відбувається механічне ушкодження тканин, що часто є безпосередньою причиною холодової загибелі. Крім того, утворення льоду руйнує обмінні процеси: збезвожує організм, підвищує концентрацію солей, руйнує білок.

Атмосфера. Сучасна атмосфера Землі за хімічним складом належить до азотно-кисневого типу.

Газовий склад атмосфери Землі складається з (вміст, об'ємні %): N2 -- 78,09; О2 -- 20,95; СО2 -- 0,03 та інертні (залишок).

Властивості газової оболонки Землі неоднакові за вертикаллю. Велике значення має зменшення атмосферного тиску. На висоті 6200 м його значення зменшується удвічі відносно рівня моря. Цей чинник важливий для фотосинтезу через залежність цієї реакції від парціального тиску СО2, а також для аеробних організмів, бо процес газообігу напряму залежить від/величини парціального тиску кисню. Велике значення для життя на Землі має озоновий шар. Він знаходиться на висоті 10--100 км; максимальна концентрація на висоті близько 20 км. Озоновий екран багато важить для зберігання життя на Землі. У шар озону поглинається більша частина сонячного ультрафіолетового випромінювання (особливо це стосується короткохвильової частини, яка дуже небезпечна для живих організмів). В умовах існування озонового шару до поверхні Землі доходить тільки м'яка частина потоку цього випромінювання, що необхідна для нормального розвитку і функціонування живих організмів без заподіяння їм шкоди. Повітря як середовище життя має певні особливості у впливі на еволюційний розвиток механізмів Землі. Високий зміст кисню (близько 21 % у повітрі) визначає високі енергетичні показники організмів.

З іншого боку -- наявність зниженої і непостійної вологості впливає на водно-сольовий обмін і роботу легенів. Атмосфера є носієм тепла та вологи. Через неї відбувається також фотосинтез і обмін енергією. Атмосфера впливає на характер і динаміку всіх процесів на Землі. Газова оболонка захищає все, що є на Землі від «зоряних уламків». Метеорити, що не перевищують розміру горошини, під впливом земного тяжіння з великою швидкістю (від 11 до 64 км/с) потрапляють в атмосферу планети, нагріваються там унаслідок тертя об повітря і на висоті 60--70 км згоряють. Атмосфера захищає Землю і від великих космічних уламків.

Велике значення має атмосфера і в розподілі світла. Повітря атмосфери розбиває сонячні промені на мільйони малих променів, розсіює їх і утворює те рівномірне освітлення, до якого ми звикли. Наявність повітряної оболонки дає нашому небосхилу голубий колір.

Атмосфера є середовищем, в якому розповсюджуються звуки, без повітря на Землі була б невимовна тиша і не чутно було б людського спілкування.

Літосфера -- це «кам'яна оболонка» Землі, верхня частина земної кори. Літосферу розглядають як частину біосфери. Звичайно, в першу чергу, мають на увазі її поверхню, яка подрібнена в процесі фізичного, хімічного і біологічного вивітрювання і містить поряд з мінеральними також і органічні речовини. Ця частина літосфери, що має особливі властивості і функції, зветься ґрунтом.

Ґрунт -- складна полідисперсна трифазна система, що містить тверду (мінеральні частини), рідку (ґрунтова волога) і газоподібну фазу. Співвідношення цих трьох складових визначає основні фізичні властивості ґрунту як середовища помешкання живих істот. Хімічні властивості ґрунту суттєво залежать від органічної речовини, яка також є невід'ємною складовою часткою ґрунту.

Склад і розмір мінеральної частки (тверда фаза) визначає механічні властивості ґрунту. За розмірами тверді частки в ґрунті поділяються на великі (понад ЗО мм в діаметрі) уламки материнської породи, гальку та хрящ (діаметр 3--ЗО мм), гравій (З--1 мм), пісок (1--0,25 мм), пил (0,25--0,01 мм) та мул (частки діаметром, меншим від 0,01 мм). Співвідношення цих категорій часток формує механічний (гранулометричний) склад ґрунту . За цими ознаками розрізняють ґрунти піщані (вміщують понад 99 % піску), супіщані (90--80 %), легкі, середні і важкі суглинки (відповідно 80--70 %, 70--55 % і 55--40 %) і глини -- легкі (40--ЗО %), середні (30--20 %) і важкі (менше від 20 % піску). Тип ґрунтів залежно від їх механічного складу розподіляють за ступенем важливості їх обробітку. Окремі мінеральні частки в складі ґрунту звичайно склеюються одна з одною, формуючи більш чи менш великі агрегації, простір між котрими заповнений повітрям (газоподібна фаза) і водою (рідина). Співвідношення різних за величиною агрегацій мінеральних часток і відповідно розміри простору між ними (ступінь пористості чи бурильності ґрунту) визначають структуру ґрунту: брилоподібна, комкувата, горіхувата, крупнозерниста, дрібнозерниста, пилувата тощо. За ступенем пористості розподіляють ґрунти на тонкопористі (діаметр пор менший за 1 мм), пористі (1 -- 3 мм), губчасті (3--5 мм), ніздрюваті (мають пори діаметром 5--10 мм), коміркуваті (понад 10 мм), трубчасті (пори чи порожнеча з'єднуються в канальці).

Механічний склад і структура ґрунту -- провідний чинник формування їх властивостей як середовища помешкання живих організмів: аерації ґрунту, їх вологості і вологоємності, теплоємності і термічного режиму, а також умов переміщення в ґрунті тварин, розподіл коріння рослин та ін.

Мінеральні частки займають 40--70 % загального об'єму ґрунту. Залишки простору -- це система пор, порожнечі і ка-нальців, які зайняті повітрям та водою. Вода (ґрунтова волога) може знаходитися в ґрунті у трьох станах: гравітаційному, капілярному і міцнопов'язаному (гігроскопічному). Гравітаційна вода заповнює відносно великі (які не мають властивостей капілярності) пори і порожнечі в ґрунті; вона доступна для рослин. Потрапляючи в ґрунт з поверхні головним чином унаслідок атмосферних опадів, ця частка рідини -- складний розчин, властивості якого залежать від складу розчинених речовин. Наприклад, рН ґрунтового розчину може коливатися від 3--3,5 (болота) до 10--11 (солонці). Від складу розчинених речовин залежить і роль ґрунтової вологи у водному режимі і харчуванні рослин.

Коли ґрунтові води знаходяться порівняно неглибоко, ближня до них частина гравітаційної вологи через підпір залишається нерухомою (підперта нерухома волога). Непов'язана з ґрунтовими водами гравітаційна волога знаходиться в рухомому стані, рухаючись під дією сили тяжіння у вертикальному напрямі.

Вода, що заповнила пори малого діаметра, підпадає під вплив сил поверхневого натягнення капілярного меніску і «підсмоктується» доверху на відстань обернено пропорційну до діаметра капіляра. На цьому механізмі засновано зволоження ґрунту знизу (від горизонту підземних вод), а також втрата вологи випаровуванням її з ґрунтової поверхні. Останній процес у відповідних умовах (в посушливу, спекотну пору року, особливо в степових, напівпустельних і пустельних регіонах) призводить до підняття солевого горизонту. Цю частину ґрунтової вологи звуть капілярною; вона утворює зволожений горизонт ґрунту.

Молекула води -- диполь, тому через молекулярне притягання молекули легко утворюють плівки навколо дрібних мінеральних і колоїдних часток у ґрунті. Така плівка завтовшки 2--3 молекули води утримується на поверхні часток з більшою силою, тому гігроскопічна (міцно зв'язана) волога недоступна для рослин. Під час засухи можуть виникати фізіологічні сухості ґрунту: волога в ґрунті є, але тільки в гігроскопічній, не вилучуваній рослинами формі.

Визначені типи структури ґрунту в сукупності з будь-якою формою вологи формують властивості вологоутримання, воло-гопроникнення, вологопідйому. В умовах випаровування ґрунтова волога визначає майже 100 % вологість ґрунтового повітря (крім верхніх горизонтів ґрунту).

Повітря заповнює пори і порожнечі, вільні від води. Повітря проникає в ґрунт з атмосфери шляхом дифузії газів між атмосферою і поверхневими горизонтами ґрунту за градієнтом тиску. Практично газообіг йде безперервно. Тому в цілому склад газоподібної фази ґрунту якісно наближується до складу атмосферного повітря, але відрізняється ширшими коливаннями співвідношення будь-яких газів. Пояснюється це тим, що кисень активно поглинається ґрунтом у процесі дихання живих організмів і розкладання органічних залишків з інтенсивним виділенням СО2. Як наслідок, має місце (особливо влітку) вертикальний градієнт О2 і СО2 в ґрунтовому повітрі.

Органічна речовина є обов'язковим компонентом ґрунту. Вона утворюється як результат розкладання загиблих організмів. Частина органічної речовини формується у самому ґрунті, значна частина потрапляє в ґрунт з наземних екосистем.

Склад органічних речовин є різноманітним і містить компоненти, що утворюються на будь-яких стадіях розпаду складних вуглеводів, білків, жирів та інших речовин.

Найважливішою складовою, що формується у верхньому шарі Землі, є гумус. Накопичення гумусу на поверхні -- результат життєдіяльності черв'яків, які збагачують ґрунт речовинами і сприяють його утворенню. Наявність гумусу у ґрунті обумовлює його родючість.

Як середовище життя ґрунт посідає проміжне положення між атмосферою і гідросферою. Ґрунт характеризується структурованістю. В ньому можливе існування організмів, які дихають як за водним, так і за повітряним типом. У ґрунті має місце вертикальний градієнт проникнення світла, ще більш різкий, ніж у гідросфері. Усе це визначає проникнення життя в ґрунт.

Гідросфера -- сукупність усіх вод на Землі: материкових (глибинних, ґрунтових, поверхневих), океанічних і атмосферних. Океан охоплює близько 71 % поверхні Землі, внутрішні водоймища -- 5 %.

Вода на Землі виконує чотири дуже важливі екологічні функції:

  • 1) є найважливішою мінеральною сировиною, головним природним ресурсом споживання (людство використовує її в тисячу разів більше, ніж вугілля чи нафту);
  • 2) є основним інструментом у механізмі здійснення взаємозв'язків усіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, росту біомаси);
  • 3) є головним агентом-переносником глобальних біоенергетичних екологічних циклів;
  • 4) є основною складовою частиною всіх живих організмів.

Більшість сучасних вчених вважають, що життя народжувалося в океані, бо властивості водного океанічного середовища в багатьох випадках випередили хіміко-фізичну еволюцію всіх форм життя. Так, набір хімічних елементів, а частіше і кількісне співвідношення окремих іонів у тканинах живих організмів близькі до складу морської води навіть у земних тварин, рослин і людини. Але здебільшого кількісний вміст іонів в тілі навіть морських організмів може відхилятися від співвідношення їх у морській воді. Це пояснюється активним характером обміну речовин живих істот, їх здатністю вибіркового вилучення із середовища і затримання в своєму організмі солей.

Величезну роль відіграють води у формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у розвитку будь-яких процесів, перенесенні хімічних речовин углиб планети і на її поверхні, транспортуванні забруднювачів довкілля. Водяна пара в атмосфері виконує

функцію потужного фільтра сонячної радіації, а на Землі -- нейтралізатора екстремальних температур, регулятора клімату.

Вода, придатна для пиття, регламентується ГОСТом 2874-- 82. Виділяють три групи показників, які визначають якість води, характеризуючи:

  • -- властивості води;
  • -- хімічний склад води;
  • -- епідемічну безпеку води.

Визначені групи показників відповідають загальним вимогам, які ставляться до якості питної води:

  • 1) вода має бути прохолодною, мати гарні органолептичні властивості (бути прозорою, безбарвною, без присмаку і запаху);
  • 2) вода має бути придатною за своїм хімічним складом. Концентрація токсичних хімічних речовин не повинна перевищувати ГДК, а для низки нетоксичних речовин (солі, заліза, карбонатів та ін.) допустимі концентрації, що погіршують її органолептичні властивості;
  • 3) вода має бути безпечною щодо епідемічних вимог, не мати у своєму складі патогенних бактерій, вірусів тощо.

Біотичний кругообіг -- це кругообіг біогенних елементів, зумовлений синтезом і розпадом органічних речовин в екосистемі. В основі цих процесів лежить реакція біотичного кругообігу речовин. Крім біогенних елементів, до біотичнго кругообігу залучені найважливіші для біоти мінеральні елементи і безліч будь-яких сполук. Тому весь циклічний процес хімічних перетворень, зумовлених біотою, особливо коли йдеться про всю біосферу, звуть ще біогеохімічним кругообігом.

Для рівноваги в екосфері дуже велике значення має глобальна замкненість біотичного кругообігу. Кругообіг буде замкнутий, коли існує точне рівняння сум прямих і зворотних витрат. Головними учасниками кругообігу є енергія, вуглець, азот, кисень, фосфор, вода.

Біосфера взагалі є цілісною системою. Найважливішою функцією біосфери є стійке підтримання життя, яке ґрунтується на безперервному кругообігу речовин, пов'язаному зі спрямованими потоками енергії. На рівні біосфери всі процеси поєднуються в єдину систему глобальної функції живої речовини.

У цілому біосфера дуже схожа на єдиний гігантський супер-організм, в якому автоматично підтримується сталість фізи-ко-хімічних і біологічних властивостей внутрішнього середовища.

Крім енергетичних, хімічних і харчових зв'язків, величезну роль відіграють інформаційні зв'язки.

Людина як об'єкт середовища

Складні відносини, що підтримують стійкий кругообіг речовин, а разом і існування життя як глобального явища нашої планети, сформувалися протягом значного періоду історії Землі. Останнім часом становище різко змінилося. Упродовж практично лише одного століття стрімкий прогрес науки і техніки привів до того, що за масштабами впливу на біосферні процеси діяльність людства стала співвідносна з чинниками, які визначали розвиток біосфери у попередню її історію.

У наш час набирає чинності розроблена акад. В. І. Вернадсь-ким концепція ноосфери (мислення, розум) -- сфери провідного значення людського розуму. «Людство в цілому,-- писав В. І. Вер-надський,-- стає могутньою геологічною силою. І перед ним, перед його мисленням і працею постає питання про перебудову біосфери в інтересах вільно мислячого людства як єдиного цілого. Цей новий етап біосфери, до якого ми, не помічаючи цього, наближаємося, й є ноосфера».

Найважливішою частиною ноосфери, основою її формування є інфосфера.

Інфосфера -- це сукупність усіх інформаційних процесів на Землі. Президент Міжнародної академії інформатизації акад. І. І. Юзвішин пише, що інформація -- це першооснова Всесвіту [38]. Тому одним з основних завдань науки XXI століття повинно бути дослідження інформаційних зв'язків біосфери та ноосфери, закономірностей формування чистого інформаційного середовища людини на основі принципу В. І. Вернад-ського доповняльності розвитку живої та неживої речовини. Взаємодія з будь-якою ситуацією починається на інформаційному рівні. Від якості формування інформаційного середовища ситуації залежить розв'язка ситуації.

Сучасний етап розвитку середовища життєдіяльності людства характеризується виникненням комплексу глобальних проблем (демографічної, продовольчої, екологічної та ін.), від розв'язання яких залежить розвиток та життєдіяльність людства в майбутньому. Згідно з працями акад. М. М. Моісеєва настає екологічна криза, основна причина якої некерований розвиток інформаційного середовища [44]. Глобальні проблеми виникли тому, що людство створює інформаційне середовище, не керуючись глобальною системою принципів відбору інформації, яка допомогла б людині формувати в кожній ситуації правила відбору інформації відповідно до системи пріоритетів. Отже, повинні бути принципи визначення найважливішої інформації, яка відповідає безпеці життєдіяльності у кожному випадку. З точки зору загальної теорії систем ці принципи формулюються так.

Для усіх підсистем великої системи інформація про умови безпеки життєдіяльності великої системи повинна мати найвищий пріоритет.

Пріоритетом другого рангу повинна бути інформація про безпеку взаємодії підсистем одного рівня.

Пріоритетом третього рангу повинна бути інформація про безпеку життєдіяльності на внутрішньому рівні однієї підсистеми.

Додержання цих принципів відбору інформації для оцінки ситуацій, у яких діє система, сприяє мінімізації взаємодії з середовищем, що є основною умовою виживання. Така система пріоритетів відповідає християнським заповідям (пріоритети моралі і віри в існування Найвищого Начала, якому все підпорядковується). А у заповідях виражені головніші закони існування Всесвіту в доступній для людства формі. Система пріоритетів в інформаційному середовищі керує черговістю і можливістю надходження інформації в інформаційне середовище людини, оцінкою ситуації для вибору лінії поведінки. За невизначеної чи неправильної системи пріоритетів людині потрібно враховувати набагато більше чинників для оцінки ситуації. Наприклад, для водія світлофор -- це представник умов безпеки життєдіяльності великої системи -- дорожнього руху. Коли водій їде на червоне світло, порушуючи правила руху, йому замість одного чинника (світло світлофора) слід враховувати усі чинники руху в цей та наступний моменти для оцінки ситуації на дорозі. Аварійна ситуація виникає тоді, коли водій не встигає переробити усю інформацію для своєчасної оцінки ситуації. Його головна помилка в тому, що для нього найбільш пріоритетна інформація про особисті потреби, а інформація про умови безпеки життєдіяльності великої системи, до якої він належить, їдучи дорогою, не переробляється у його інформаційному середовищі.

Коли під час формування інформаційного середовища порушуються пріоритети першого та другого рангу, це призводить до порушення пріоритету третього рангу. В розглянутому прикладі порушення пріоритету першого рангу призвело до порушення пріоритету другого рангу: водій не встиг переробити інформацію про інші автомобілі, порушився рух автомобілів на дорозі, сам водій-порушник теж потрапив у небезпечну ситуацію, яка загрожувала його життю. Інформація про безпеку життєдіяльності підсистеми є частиною інформації про безпеку життєдіяльності усієї великої системи та усіх взаємодій у цієї системі.

Зараз відбувається швидка інформатизація суспільства, що означає не стільки тотальну комп'ютеризацію, скільки закономірне поширення впливу на людство та прискорення інформаційних процесів. Інформація стає таким самим важливим ресурсом життєдіяльності людини, як матеріальні та енергетичні ресурси [37].

Інформаційне середовище є результатом та умовою існування людської діяльності. В інформаційному середовищі знання окремої людини (знання для себе) перетворюється у знання людської спілки: по-перше, у знання групи, потім у знання великого колективу, потім у знання всього людства. Так створюється структура інформаційного середовища: перший рівень -- мікро-середовище (внутрішнє середовище окремої людини); другий рівень -- зовнішнє середовище людини (середовище на рівні соціальної групи); третій рівень -- макросередовище (глобальний рівень всього людства). Інформаційне середовище містить умови та правила таких перетворень. Інформаційне середовище -- це мережа інформаційних відносин [38]. Інформаційний процес -- це процес перетворення відображення внутрішніх відносин у об'єктах, або перетворення відображення відносин між різними об'єктами. На інформаційному рівні людина аналізує та синтезує не властивості речей, предметів або їх елементів, а відносини в них та їх відносини з навколишнім середовищем. Інформація виникає як результат інформаційних процесів.

Характер і масштаби впливу людини на навколишнє середовище визначаються подвійним його положенням у біосфері. З одного боку, людина -- біологічний об'єкт, що є часткою загальної системи кругообігу і пов'язана з середовищем складною системою енергетичних та інших взаємодій і адаптацій. У цій системі зв'язків людина як вид займає нішу гетеротрофного консументу -- поліфаги з аеробним типом обміну.

З іншого боку, людство -- високорозвинена соціальна система, ставить до середовища широке коло небіологічних вимог, спричинених технічними, побутовими, культурними потребами, які збільшуються відповідно до розвитку науки, техніки, культури. Як результат цього, масштаби використання природних (перш за все біологічних) ресурсів суттєво перевищують чисто біологічні потреби людини. У зв'язку з цим має місце ситуація підвищених вимог до експлуатації біологічних та інших ресурсів, порушуються природничі зв'язки, підвищується частка органічної речовини, що не повертається в кругообіг.

Соціально-технічні потреби людини пов'язані з відчуженням з навколишнього середовища речовин, які не входять в біогенний кругообіг і відповідно не повертаються в початкове становище і не поновлюються. Так виникає проблема непонов-лених ресурсів. У свою чергу, багато продуктів технологічної переробки також не включаються у кругообіг. Не маючи специфічних біологічних деструкторів, вони не розкладаються, а накопичуються як забруднювачі біосфери. Таким чином, забруднення біосфери -- прямий наслідок сучасних форм господарювання. Токсичність багатьох продуктів, що виділяються в навколишнє середовище, порушує структуру і функції природних і біологічних систем.

Наближається кризова ситуація: людство як соціальна система функціонує значно ширше, ніж біологічна, порушуючи збалансований в процесі еволюції біологічний кругообіг. Як наслідок, неминуче погіршується якість середовища. Вихід бачиться у використанні розуму людства (у вигляді суми знань і технологічних розробок) не тільки для експлуатації природничих ресурсів, а й для їх зберігання і збільшення.

Ситуація, що склалася, не може бути змінена природною еволюцією шляхом дії систем регуляції на рівнях організації живої матерії. Рішення проблеми передбачає активне регулювальне втручання людини в біосферні процеси аж до спрямованого контролю чисельності і біологічної активності економічно значущих видів і формування штучних екосистем із запланованими властивостями. Основою рішення цієї проблеми мають стати глибокі знання природних законів формування і функціонування біологічних систем будь-якого рангу.

У підходах до вирішення цих проблем є два аспекти. Перший пов'язаний з вивченням механізмів впливу антропогенних дій на біологічні системи, адаптивних реакцій на впливи, діапазонів пристосування біологічних систем до окремих чинників та їх комплексів. За сутністю, це проблема стійкості біологічних систем до середовищних і антропогенних чинників. Здобуті дані відкривають можливості розробки екологічних параметрів оцінки стану систем, а також нормативів господарчого навантаження, гранично допустимих доз небезпечних речовин, квот вилучення об'єктів з експлуатації та ін.

Другий аспект дослідження пов'язаний з тим, що навіть за відсутності прямих впливів на природні системи людство всією своєю повсякденною діяльністю змінює умови їх існування. Зміни ландшафтів, режиму вод, ненавмисне завезення багатьох видів з-за кордону, природних ареалів, як і багато інших впливів, зумовлюють перебудову складу і структури екосистем. Міста і промислові райони, агроценози і біокультури -- нові екосистеми, що виникли за законами екології. Постає завдання свідомого управління екологічними системами з метою підвищення продуктивності, конструювання стійких в умовах антропогенних ландшафтів екосистем будь-якого цільового призначення.

Рішення цих завдань на рівні біосфери в цілому виходить за межі суто біологічних проблем. В ноосфері діє комплекс чинників, що містить технологічні, економічні, політичні, юридичні, моральні та інші соціальні аспекти.

Потреби людини на рівні забезпечення життєдіяльності

У розділі «Мета, завдання і структура посібника» вже наводився перелік потреб людини. Повернемося до докладнішого розгляду цього питання відносно людини як об'єкта середовища, що потребує захисту.

Основні матеріально-енергетичні потреби. В табл. 3.1 наведено середні нормативні значення потреб людини в енергії, кисні, найважливіших речовинах і воді.

Показники, близькі до нижніх меж норм дорослої людини, найбільш точно відображають середні значення її потреб з масою тіла понад 70 кг. Ці показники можуть суттєво змінюватися, переважно в бік підвищення (на 30--50 %) залежно від віку, статі, маси тіла, умов теплообміну, у жінок стану вагітності, а за енергією -- в декілька разів при значному фізичному навантаженні. До зазначених потреб входять також вимоги до екологічної чистоти води, повітря і продуктів харчування -- відсутність у них шкідливих домішок і порушення природного складу.

Інформаційні потреби. Інформаційні потреби -- це основа формування усіх іншіх потреб людини. Будь-яка взаємодія людини з її середовищем починається на інформаційному рівні. Наприклад, потреба в їжі. Перед тим, як приготувати собі їжу, людина повинна знати, які продукти не шкодять її здоров'ю. Поняття «інформаційна потреба» тісно пов'язане з поняттям «інформаційне середовище». У процесі життєдіяльності людини формується її інформаційне середовище. Середовище -- це сукупність усіх об'єктів, зміна властивостей яких впливає на систему, а також тих об'єктів, властивості яких змінюються внаслідок поведінки системи [42]. Отже, інформаційне середовище впливає на формування інформаційних потреб, які стимулюють формування інформаційного середовища людини. Інформаційне середовище -- це джерело інформаційних ресурсів, які можуть впливати на людину, а також приймач нової інформації, яка змінює середовище людини. Щоб уявити собі, як функціонує інформаційне середовище, треба зрозуміти, що таке інформація, інформаційний ресурс. «Інформація» як поняття відрізняється від понять «знання», «відомості», «дані».

Дані -- це факти, ідеї, відомості у знаковій формі, яка дозволяє робити їх передавання, обробку та інтерпретацію (тлумачення, пояснення, розкриття змісту). Інформація -- це зміст, який людина приписує даним. Для чого їй знати правила подання даних фактів, ідей, відомостей [34]? Наприклад, одна й та сама формула з математики є зрозумілою для одного студента, який був присутній на лекціях професора, і незрозумілою для студента, який не відвідував лекції і не знає, як тлумачити цю формулу. Знання -- це структурована та вже перероблена людиною інформація, що створює систему. Знання за певних умов формує інформацію. Є також зворотний процес -- інформація впливає на створення нового знання [40]. Для того, щоб визначити, чи була у відомості інформація для даної людини, треба уявити, які зміни відбулися в її уявленні про навколишній світ, у її знаннях [43].

Потреба в інформації (інформаційна потреба) суттєво відрізняється від інших видів потреб людини. Потреба в інформації задовольняється не стільки як результат, скільки у процесі її споживання. А споживання інформації -- це її сприйняття та усвідомлення. Після споживання інформація не зникає, але змінюється її цінність для даної людини [37]. Тобто задоволення інформаційної потреби безпосередньо залежить від можливостей людини переробити інформацію.

Не тільки виникнення людини, виділення її із світу тварин, а й увесь наступний розвиток людства, який супроводжувався становленням та розвитком особистості, був процесом соціалізації людини, входження її у соціальне середовище, пристосування до нього, освоєння конкретних соціальних ролей та функцій з метою творчого перетворення як навколишнього світу (природного та соціального), так й самої людини. Виникнення науки як особливої соціальної системи стало якісно новим етапом у розвитку соціального середовища, ознакою якого була поява нового типу кооперування праці -- кооперування за допомогою наукової інформації. Можливість такого кооперування була забезпечена формуванням специфічної підсистеми соціального середовища -- інформаційного середовища науки. У людини з'явився новий тип потреби -- потреба у науковій інформації. Ця потреба пов'язана з розвитком творчих можливостей людини. Отже, в інформаційному середовищі є чинники, що впливають на формування потреб людини та становлення творчої особистості.

Взаємодія людини з інформаційним середовищем визначається багатьма чинниками, з яких розглянемо такі: 1) належність людини до соціальної групи, колективу, на який орієнтовані потоки інформації; 2) активне зацікавлення якимись проблемами, питаннями; 3) усвідомлення людиною своїх інформаційних потреб та здатність людини формулювати запитання щодо необхідної інформації; 4) структура інформаційного середовища, його організованість.

Для того, щоб активно звертатись до інформаційного середовища, впливати на його організацію, людина повинна мати достатньо інформації про це середовище (метаінформацію): володіти правилами переробки інформації та мати знання, де, яку інформацію слід шукати. Наприклад, щоб здобути інформацію з англійського тексту, треба спочатку вивчити англійську мову, потім знайти цей текст у бібліотеці [40].

Належність до колективу, соціальної групи багато в чому визначає характеристики потоку інформації, який одержує людина, та принципи переробки цієї інформації. У своєму професійному середовищі людина виробляє уявлення, яка інформація є обов'язковою для підтримки її професійного рівня. Належність людини до соціальної групи визначає певну систему цінностей та оцінок у відбиранні інформації, емоційні оцінки інформації (фасцинацію [40]). Наприклад, у групі студенток найбільш важливим джерелом інформації про те, що належить до моди в одязі, вважається журнал «Наталі», тому майже всі дівчата цікавляться новими надходженнями цього журналу.

Частково саме середовище визначає потік інформації, який надходить до людини. Частково людина керує цим потоком. Інформаційне середовище безперервно перетворюється. Формування інформаційного середовища проходить водночас із процесом формування інформаційних потреб, у тісному зв'язку з ним та у залежності від нього. Потреби конкретної людини суттєво змінюються у процесі взаємодії з інформаційним середовищем. Середовище системи -- це не просто взаємозв'язок навколишнього світу з цією системою, а виділений взаємозв'язок, без розгляду якого неможливе дослідження даної системи. Тобто проблема середовища системи -- це проблема виділення суттєвих взаємозв'язків системи з навколишнім світом [40]. Інформаційне середовище конкретної людини формується шляхом виділення суттєвих для формування її інформаційних потреб зв'язків в інформаційному середовищі колективу, до якого належить людина. Але для виділення таких зв'язків необхідно володіти значною метаінформацією про інформаційне середовище. Що ж визначає виділення суттєвих зв'язків в загальній системі комунікацій людства, коли людина не володіє достатньою меташформацією про інформаційне середовище? Крім інформації та метаінформації, інформаційне середовище містить ще засоби емоційного впливу на людину (фасцинацію) для того, щоб створити настанову на сприйняття конкретної інформації [46]. Наприклад, сучасна індустрія реклами може навіяти людині бажання купити те, що їй справді зовсім не потрібно. Реклама в першу чергу передбачає вплив на емоції людини, на переключення її уваги до об'єкта реклами. Таким чином формується суспільство споживання з його безглуздим марнотратством матеріальних ресурсів та людської праці [37].

Метаінформація визначає можливість потрапляння конкретної інформації в інформаційне середовище людини або колективу. Фасцинація може стимулювати розвиток самого ме-таінформаційного запасу. Наприклад, коли жінка одружується з іноземцем, вона вивчає його рідну мову, читає книжки про країну свого чоловіка.

Серед засобів пізнання об'єктивного світу дедалі більшого значення набуває наукова інформація. Ця інформація має властивість невизначеності [47]. Вонаь передусім пов'язана з невизначеністю наукового знання, тому що знання відображає невизначеність об'єкта дослідження, та з невичерпністю інформаційних ресурсів: залежно від тієї чи іншої пізнавальної ситуації той самий текст може нести різну інформацію. Таким чином, у процесі наукової творчості вчений вимушений пос-тійно робити вибір, який зумовлений трьома невизначеностями: метою дослідження, шляхом здобуття знання та сприяння інформації. Це значить, що інформаційна потреба відображає потребу у можливості відбору, порівняння альтернатив, а не тільки у конкретних інформаційних ресурсах. Ні об'єкт, ні мета пізнавальної діяльності самі по собі не визначають, яка інформація необхідна для вирішення будь-якої проблеми.

Потреба -- це особливий психічний стан індивіда, який він усвідомлює як «напруженість», «дискомфорт», «незадоволення»; це відображення у психіці людини невідповідності між внутрішніми та зовнішніми умовами діяльності [39]. Те, що інформація є «смислова, семантична» [41], зумовлює залежність відбору інформаційних ресурсів від структури уявлення про навколишній світ [41], від організації знань людини про навколишнє середовище (тезаурус). Це значить, що інформаційні ресурси людина може відбирати залежно від того, наскільки вона усвідомлює потребу у зміні свого тезауруса відповідно до конкретної проблемної ситуації. Акад. В. М. Глушков пише, що інформація -- це показник змін, якими супроводжуються усі процеси. Середовище, в якому діє людина, безперервно змінюється. Людині постійно потрібна інформація для того, щоб своєчасно адаптуватися до змін навколишнього середовища, до нових проблемних ситуацій. Інформаційна потреба виникає тоді, коли людина усвідомлює невідповідність своїх знань (внутрішня умова діяльності) до стану інформаційного середовища (зовнішня умова діяльності). У теорії інформації інформацію називають мірою упорядкування системи, усунутою невизначеністю ситуації. Коли людина потрапляє у невизначену ситуацію, вона не знає, яка інформація їй потрібна для прийняття рішення. У такому випадку інформаційна потреба -- це потреба в усуненні невизначеності ситуації. Усвідомлення інформаційної потреби залежить від можливостей сприйняття та переробки інформації, від наявності знань про структуру інформаційного середовища, тобто від метаінформації в інформаційному середовищі людини. Але для того, щоб формувались ці можливості, потрібно, щоб необхідна інформація ще й потрапила в зону уваги людини. Процеси уваги та усвідомлення тісно зв'язані. Людина усвідомлює лише ті сигнали, які для неї у даний момент мають найбільше значення. Інші сигнали ігноруються [48]. Отже, по-перше, для усвідомлення інформаційної потреби дуже важливі настанови людини: що для неї є важливим, цінним, що їй подобається. Такі настанови людина усвідомлює не завжди. Це свідчить про те, що інформаційна потреба містить дві компоненти: визначену, яка залежить від метаінформації, та неявну, неусвідомлену людиною, яка залежить від властивостей інформаційного середовища переключати увагу людини на конкретну інформацію, тобто від фасцинації. Ця компонента характеризується нестачею метаінформації у тезаурусі людини. Коли людина сформує достатню метаінформацію (правила придбання та переробки інформації), тоді неусвідомлена інформаційна потреба перейде в усвідомлену -- людина зможе цілеспрямовано відбирати інформаційні ресурси для вирішення проблеми. Ця ситуація схожа з ситуацією першокурсника, який не знає, що означають назви навчальних дисциплін і яка з них може його зацікавити. Тільки прослухавши кілька лекцій, він зможе виявити зацікавленість конкретною дисципліною. Спочатку на людину діє фасцинація інформаційного середовища, яка безпосередньо впливає на емоції людини, формує систему цінностей, пріоритетів. Це активізує формування метаінформаційного запасу, який дає змогу відбирати та переробляти інформацію. Наприклад, коли людина шукає собі цікаву книжку, вона наперед може не знати ні автора, ні назви книжки. Коли знайомі їй кажуть: «Ця книжка дуже цікава, усі її вже прочитали і написав її дуже знаменитий автор», тоді людина почне розшукувати цю книжку, вона захоче її прочитати насамперед не тільки тому, що зацікавилася змістом, спочатку її цікавить -- що в цій книжці привабило усіх знайомих.

Таким чином, інформаційна потреба людини не зводиться до потреби у конкретних інформаційних ресурсах, це скоріше потреба у «полі відбору» [37], в такій організації інформаційного середовища, щоб воно могло бути не тільки джерелом інформаційних ресурсів, а також давало змогу формувати інформаційні потреби завдяки «надлишку» метаінформації.

Невизначеність інформаційної потреби зумовлена відмінністю інформаційних ресурсів від інших ресурсів людської діяльності. Така відмінність характеризується невичерпністю інформаційних ресурсів. Це пов'язано з необмеженою кількістю можливостей тлумачення даних, тобто з необмеженою можливістю накопичення метаінформації в інформаційному середовищі.

Інформаційні потреби можуть бути двох основних типів: поточні і конкретні [37].

Поточні інформаційні потреби -- це потреби, які зумовлені необхідністю людини пристосуватися до змін у навколишньому середовищі. Вони часто проявляються у бажанні людини «бути в курсі всього, що робиться у світі».

Конкретні (спеціальні) -- це потреби у інформації для рішення конкретного завдання. Наприклад, для інженера -- це технічна інформація, для медика -- медична інформація тощо.

Тепловий комфорт. Відповідно до фізіологічних характеристик людини умови теплового комфорту досягаються, коли величина тепловіддачі знаходиться в межах 40--45 Вт/м2. Ці умови забезпечуються різними сполученнями температури і швидкості руху повітря, величини теплового випромінювання, випаровування вологи і теплоізоляційних властивостей одягу. Легше за все тепловий комфорт досягається за температури 18--25 °С, швидкості руху повітря не більш 0,2 м/с, відсутності прямого сонячного випромінювання, відносної вологості в межах 40--60 % і теплоізоляції одягу в межах 0,14--0,18 град м2/Вт, що відповідає звичайному робочому чи домашньому одягу європейця.

Просторовий комфорт і потреби в діяльності. Для забезпечення первинних потреб людини необхідний певний просторовий мінімум. Відповідно до існуючих середніх оцінок він складається з 250 м2 території помешкання (житло, службові і виробничі приміщення, транспортно-шляхова мережа), 750 м2 лісу чи зелених насаджень, 2800 м2 -- оранки і 3200 м2 -- пасовища -- всього 7000 м2.

Таблиця 3.1 Добова фізіологічна речовинно-енергетична потреба людини

Склад потреб

Потреба на 1 кг маси тіла

Енергія харчування (білки, жири, вуглеводи), кДж

145

Кисень, л

7,2

Води, мл

27

Білки (20 % калорійності), мг

1400

Мінімум незмінних амінокислот, мг

280

Полінасичені жирні кислоти, мг

50

Фосфоліпіди, мг

60

Вітаміни, мг

2

Мінеральні речовини, мг

35

Природжена потреба у визначенні особистого чи групового простору у сучасної людини значною мірою редукована. Це має місце в зв'язку зі скороченням простору життєдіяльності і пристосуванням до існування в приміщеннях. Густота людської популяції знаходиться в широких межах -- від найнижчих значень у полярних зонах до десятків тисяч людей на 1 км2 у великих містах. У приміщеннях і громадському транспорті -- ще більша скупченість. В таких умовах у багато разів підвищується гігієнічна і психологічна критичність мікросе-редовища людини. Потреби в просторовому комфорті передбачають захищеність людини від інфекцій і від стану стресу, спричинених надзвичайно великою скупченістю і надлишками анонімних контактів.

Людина за своєю біологічною природою -- достатньо активна істота. Для її нормального фізіологічного стану потрібен певний рівень діяльності, рухомої активності і сприйняття інформації. Дефіцит рухів і фізичних навантажень значно частіше, ніж залишкова рухомість чи напружена праця, сприяють захворюванням. Спрямованість на позбавлення людини від тяжкої праці поступово приводить до усунення і більш легкої фізичної лраці, а потреби діяльності дедалі більше переміщуються в сферу емоційно-інформаційних потреб і операційно-ігрових занять.

Сексуальна потреба людини тісно пов'язана з унікальною у тваринному світі властивістю -- можливістю безперервного статевого життя протягом тривалого репродуктивного періоду. Підвищена сексуальна активність людини щодо споріднених приматів і висока автономізація сексуальності від дітородної функції.

Реалізована статева активність відображає тільки частину сексуальної потреби. В цю сферу у людини залучений широкий і складний комплекс почуттів, нервових і гормональних реакцій, творчих імпульсів, особливостей поведінки. На біологічну основу сексуальності нанизані різні етичні, психологічні, етнічні, релігійні, соціальні та інші стимули, традиції і регламенти, які привносяться вихованням і культурою. Існуюча дисгармонія статевих відносин збільшується екологічним впливом.

Соціально-психологічні і соціальні потреби. Ці потреби щільно пов'язані з біологічними і мають глибоке коріння в минулому. До соціально-психологічних потреб належать перш за все потреби у біосоціально спорідненому угрупованні людей, починаючи із сім'ї. Наслідком цього є:

  • -- потреба в спілкуванні з іншими членами угруповання; визначення свого місця в ієрархії стосунків всередині угруповання і свого соціального статусу; потреба утворення сім'ї;
  • -- володіння основами поведінки і культури, що властиво цьому суспільству людей; усвідомлення етнічної належності; оволодіння навичками, що визначають характер діяльності і положення суб'єкта в системі загальновідомого розподілу праці;
  • -- потреби вибору життєвих можливостей -- засобів здобуття благ; естетичні та інтелектуальні потреби;
  • -- потреби в умовах і діяльності, що сприяє прояву індивідуальності, самооцінки особистості, реалізації її творчого потенціалу, обізнаності у своїх соціальних потребах;
  • -- потреби у похвалі і заохочуванні, суспільному визнанні, соціальному престижі та ін.

Економічні потреби містять питання матеріального забезпечення біологічних і соціальних потреб, які реалізуються через будь-які засоби і речі споживання, більшість з яких є товарами першого вжитку (чи послуги). Існують також товари другорядного вжитку.

В матеріальному забезпеченні є потреби першої необхідності не тільки матеріально-енергетичних, а й інформаційних, соціально-психологічних, соціальних та інших питань.

Класифікація основних форм трудової діяльності людини

Розрізняють працю фізичну, коли переважає робота м'язової системи, та розумову, коли основне навантаження припадає на ЦНС, її вищі відділи.

Поділ праці на фізичну та розумову є умовним, оскільки будь-яка діяльність людини не може здійснюватись без участі вищих відділів ЦНС, так само як будь-яка розумова діяльність не може відбуватися без участі м'язової системи.

У трудовій діяльності людини на сучасному виробництві переважають функції управління, контролю, спостереження, що ставить вимоги до розумової діяльності (сприйняття та переробка інформації, розв'язання логічних задач тощо). Фізичне зусилля, як правило, зводяться до рухів, пов'язаних з управлінням пультами машин, механізмів, переміщенням тіла у просторі та підтриманням певної робочої пози.

М'язова діяльність, у свою чергу, може бути пов'язана з роботою м'язів, що супроводжується зміною довжини м'язових волокон та переміщенням тіла або його частин, а разом з ними знарядь та предметів праці. Така м'язова діяльність дістала назву динамічної роботи. Розрізняють позитивну динамічну роботу, коли рух здійснюється в напрямі, протилежнім дії сили тяжіння (підняття вантажу), та негативну, коли рух здійснюється в напрямі дії сили тяжіння (опускання вантажу).

М'язова робота, коли напруження м'язів підтримується без зміни довжини м'язових волокон, називається статичною. При цьому не відбувається переміщення тіла та його частин у просторі. Завдяки статичній роботі м'язів здійснюється підтримання вантажу в певному положенні, тиск на важелі управління, збереження певного положення тіла тощо.

Динамічна робота -- це складний цикл рухових актів, які є основою трудової діяльності. Фізіологічна вартість виконуваної роботи визначається її інтенсивністю і тривалістю. Вона ставить вимоги не тільки до м'язової системи, а й до організму в цілому -- ЦНС, серцево-судинної, дихальної, видільної систем тощо.

Негативна динамічна робота за інших рівних умов ставить менше вимог до організму, ніж позитивна. Робота при опусканні вантажу становить приблизно 50 % роботи під час його підняття.

Статична м'язова робота полягає в довільному і тривалому скороченні м'язів. При цьому в руховий центр, що регулює діяльність відповідних груп м'язів, безперервно надходить потік імпульсів, що досить швидко спричиняє виснаження його функціонального потенціалу і розвинення втоми. Статичне напруження м'язів призводить також до механічного стиснення кровоносних судин, що перешкоджає кровообігові та знижує функціональні можливості відповідних груп м'язів.

Описані різновиди трудової діяльності людини не завжди можуть чітко охарактеризувати різноманітність її видів на сучасному етапі розвитку виробництва. У зв'язку з цим було запропоновано інші класифікації, серед яких найуживанішою є така праця, що вимагає значної м'язової активності, механізована, автоматизована і напівавтоматизована, групова, пов'язана з дистанційним управлінням, та розумова інтелектуальна праця.

Форми праці, які потребують значної м'язової активності (землекопа, коваля, лісоруба, косаря, вантажника), мають сьогодні мізерно малу питому вагу і належать до відмираючих. Ці роботи характеризуються високою енерговитратою (понад 21 кДж/хв). У роботі бере участь більшість скелетних м'язів тулуба та кінцівок, що сприяє розвитку та високому ступеню тренованості ССС, ДС, м'язової системи. Однак варто відзначити низьку продуктивність цих форм праці. Так, при роботах із затратою енергії понад 25 кДж/хв відпочинок при оптимальному режимі має становити близько 50 % загального робочого часу. Крім того, однобічний розвиток м'язової системи, поряд з високими фізичними навантаженнями, створює несприятливі умови для гармонійного розвитку особистості. Отже, важка м'язова праця не повинна бути поширеною на сучасному виробництві і може бути допустимою лише в окремих короткочасних ситуаціях.

Механізована праця є найбільш розповсюдженою формою трудової діяльності, до якої належать професії, пов'язані з роботою, що виконується за допомогою машин, верстатів та іншого обладнання (токар, слюсар, шліфувальник, фрезерувальник та ін.). Енерговитрати робітників цих професій становлять 10,5...21 кДж/хв. Робота характеризується зниженням м'язових зусиль та підвищенням вимогливості до точності та швидкості рухів. Програма дій за такої форми праці значно ускладнюється. Основне навантаження припадає на дрібні групи м'язів. Робота супроводжується вимушеною робочою позою. Підвищується компонент розумової діяльності, пов'язаний з необхідністю обслуговування складної конструкції обладнання, що використовується, а також вмінням читати креслення і користуватися технічною документацією. Основними несприятливими чинниками цього виду трудової діяльності є монотонність у роботі, навантаження на дрібні групи м'язів, вимушена робоча поза.

Форми праці, пов'язаної з напівавтоматичною роботою на виробництві, характеризуються повним виключенням людини з процесу обробки предметів праці, що виконується механізмами. Завдання робітника полягає у виконанні простих операцій із обслуговування машин та агрегатів, подачі вихідного матеріалу тощо, наприклад праця, пов'язана із штампуванням деталей або виробів на напівавтоматах. Енерговитрати при виконанні такого роду робіт коливаються в межах 8...13 кДж/хв. Робота полягає у швидких і точних рухах і характеризується монотонністю, вимушеною робочою позою, не потребує високої кваліфікації. Людина за такої форми праці стає немовби придатком обладнання. З фізіологічної точки зору така робота заслуговує на негативну оцінку.

Основною професією, пов'язаною з автоматизованою працею, є професія налагоджувальника, який виконує роботу з налагодження, ремонту та нагляду за роботою автоматичних ліній. Робота потребує високої кваліфікації, оскільки потрібно детально знати обслуговувані агрегати, вирішувати складні завдання при їх налагоджуванні та експлуатації, швидко реагувати і виконувати робочі рухи. При цьому досить велику питому вагу в робочому часі може становити час оперативного спокою.

Групова праця характеризується подрібненням виробничого процесу на дрібні операції, що виконуються групою робітників. Характерною особливістю групової форми праці є синхронізація окремих ділянок. Групова праця за нераціональної організації може характеризуватись монотонністю, гіподинамією, вимушеною позою, спрощенням та беззмістовністю.

Праця з дистанційним керуванням виникла в процесі автоматизації виробництва. За цієї форми трудової діяльності усі процеси, що відбуваються за технологічним процесом, реєструються електронними приладами, кодуються й у вигляді сигналів подаються на пульти управління. Там їх сприймає, аналізує, виробляє рішення та надсилає відповідні команди через органи управління (важелі, кнопки, тумблери тощо) оператор. З фізіологічної точки зору робота операторів характеризується монотонністю, нервово-емоційним напруженням, гіподинамією, напруженням аналізаторів, підвищеною вимогливістю до таких функцій, як увага, пам'ять, швидкість сприймання та переробки інформації тощо. Ступінь виявлення цих несприятливих характеристик залежить від форми організації дистанційного управління, системи сигналізації та управління, параметрів електронного обладнання, що використовується.

Удосконалення форм дистанційного управління має бути спрямоване на звільнення людини від ролі оперативної ланки шляхом використання системи саморегуляції та створення роботів. Підключення оператора до автоматичного обладнання проходить тільки в екстрених випадках, які потребують усунення недоліків або внесення змін у роботу окремих технологічних етапів.

До інтелектуальних належать професії сфери матеріального виробництва (інженерно-технічні працівники, обліковці та ін.) та поза ним (працівники науки, мистецтва, прикладних знань).

Розумову працю характеризують низькі енергетичні затрати (8...8,2 кДж/хв), незначна м'язова активність, відсутність, як правило, чіткого обмеження у часі робочого стану, складність та мінливість програм дії, велика кількість переробленої інформації, підвищені вимоги до уваги, пам'яті, емоційної сфери. Основними негативними характеристиками інтелектуальної праці можуть бути нервово-емоційне напруження, гіподинамія, перенапруження аналізаторів і психічних процесів.

Зміни у фізіологічному стані людини під час роботи

Виконання роботи супроводжується розвитком функціональних змін в органах, які працюють (м'язах, нервових центрах, аналізаторах), і у так званих обслуговуючих системах -- дихальній, серцево-судинній, центральній нервовій, кровоносній тощо.

Дихальна система. Під час переходу із стану спокою до роботи у дихальній системі настають зміни, зумовлені потребою у підвищеній кількості кисню та видаленні з організму надлишку вуглекислоти. Основним підсумовуючим показником функціонального стану ДС є об'єм легеневої вентиляції (ОЛВ) -- об'єм повітря, що проходить легені за хвилину (хвилинний об'єм дихання). У спокої ОЛВ становить 4...8 л/хв. Під час роботи, при максимальних навантаженнях, він може підвищуватись до 100 л/хв.

Об'єм легеневої вентиляції може збільшуватись рівномірно за рахунок глибини та частоти дихання (частіше за все), переважно за рахунок частоти дихання (за відсутності тренування, при незручній позі робітника) або глибини дихання (найбільш сприятлива реакція на виконання роботи, яка спостерігається у тренованих осіб).

Ступінь збільшення ОЛВ при переході до роботи здебільшого пропорційний величині виконуваної роботи і підвищенню споживання О2 та виділення СО2. Виняток становлять випадки, коли робітник виконує важку м'язову роботу і споживання О2 нижче від потреби у ньому. В цих випадках ОЛВ може збільшуватись, а споживання кисню залишатись на одному рівні -- на рівні так званої кисневої межі.

Якщо розвивається втома, може спостерігатись збільшення ОЛВ внаслідок стимуляції ДС кислими продуктами обміну, що накопичуються у м'язах, а також завдяки включенню в роботу додаткових груп м'язів, коли сила м'язів, які виконують ці операції, починає падати.

Тривале вимушене положення тіла (наприклад, навпочіпки) при виконанні деяких виробничих процесів утруднює зовнішнє дихання. Через нераціональну робочу позу знижується життєва ємність легень (ЖЄЛ). Так, якщо ЖЄЛ у вільному вертикальному положенні тіла взяти за 100 %, то при згинанні тулуба вперед вона становитиме 88,5 %, а при розгинанні -- 75 %.

При важкій м'язовій роботі видих здійснюється активно, тобто за участю м'язів, скорочення яких також може зменшувати ЖЄЛ. Зменшення ЖЄЛ за цих умов компенсується перерозподілом об'ємів легень. Зокрема, об'єм альвеолярного повітря доповнюється за рахунок резервного та додаткового.

Серцево-судинна система. Підсумовуючим показником діяльності ССС є хвилинний об'єм крові (ХОК) -- об'єм крові, яка викидається серцем в аорту за одну хвилину. В спокої ХОК становить 3...6 л/хв. При м'язовій роботі ХОК зростає прямо пропорційно важкості виконуваної роботи.

Максимальне значення ХОК становить ЗО...40 л/хв. Збільшення ХОК можливе завдяки як ударному об'єму серця, так і частоті серцевих скорочень, частіше, особливо при великому та інтенсивному навантаженні, за рахунок першого і другого. У нетренованих людей ХОК збільшується завдяки частоті серцевих скорочень, у тренованих -- ударному об'єму. Систолічний, або ударний, об'єм серця (УОС), який у спокої становить 60...80 мл, при роботі може збільшуватись у 2...З рази, досягаючи у тренованих людей 200 мл. Частота серцевих скорочень у спокої становить 60...80 за 1 хв, при важкому фізичному навантаженні -- 200...250 за 1 хв. ХОК під час важкої фізичної роботи збільшується через інтенсивніший приплив крові до серця. При цьому крові може притікати більше, ніж виштовхується в аорту. Частина крові залишається у порожнині шлуночка, що спричиняє його розширення, а за тривалої роботи це може призвести до розвитку робочої гіпертрофії лівого шлуночка.

Під час роботи серця за рахунок збільшення частоти серцевих скорочень, а також зменшення тривалості діастоли зменшується час серцевого циклу. Так, за частоти пульсу 75 за 1 хв серцевий цикл становить 0,1 + 0,3 + 0,4 = 0,8 с. Тривалість систоли передсердь та шлуночків зменшується на кілька сотих секунди, у той час як тривалість діастоли може зменшитись у 1,5...2 рази. Ось чому фізіологічно несприятливою є зміна ХОК тільки за рахунок серцевих скорочень.

Таким чином, за умов фізичної роботи між інтенсивністю роботи та частотою серцевих скорочень існує майже лінійна залежність. Позитивною ознакою пристосування ССС до трудової діяльності потрібно вважати усталену на тривалий час на певному рівні частоту серцевих скорочень. Різкі коливання її протягом робочої зміни мають бути нормалізовані.

ХОК, УОС, а також частота серцевих скорочень є показниками функціонального стану ССС під час роботи. Стан ССС слід вважати сприятливим, якщо ХОК під час роботи збільшується переважно за рахунок ударного об'єму серця, а частота пульсу протягом робочої зміни утримується на постійних величинах.

Під час роботи підвищується рівень артеріального тиску (AT). Особливо збільшується систолічний (максимальний), менше -- діастолічний (мінімальний), отже, зростає пульсовий артеріальний тиск. Максимальний тиск за більшого фізичного напруження може досягати 33,3 кПа, мінімальний -- 10... 13,3, пульсовий -- 19,95...21,28 кПа. Найсприятливішою реакцією

ССС на м'язову роботу є помірне підвищення (на 1,33...2,66 кПа) максимального AT та помірне зниження мінімального (на 1,33 кПа).

У спокої в судинах циркулює не вся кров, що є в організмі. Деяка частина (1...1,5 л) її міститься у кров'яних депо -- печінці, селезінці, шкірі. Під час роботи під впливом нервових та гуморальних чинників додаткова кількість крові з депо надходить у кровоносне русло. Деяка частина капілярів під час роботи розширюється (у спокої -- чергові капіляри), а кровопостачання органів, які працюють, збільшується. Кількість розкритих капілярів під час роботи може збільшуватись у ЗО разів.

Водний обмін. Під час роботи спостерігаються зміни водного обміну (співвідношення введеної та виведеної рідин). Значення води для організму дуже велике і порушення водного обміну спричиняє зміни його стану. Встановлено, що збезводнення організму на 10... 15 % призводить до втрати працездатності. Робітники важкої фізичної праці упродовж робочого дня через профузне потовиділення можуть втрачати 6... 10 л рідини.

Система крові. Під час роботи середньої важкості спостерігається збільшення числа еритроцитів та вмісту гемоглобіну в крові, яке пояснюється втратою води внаслідок потіння і виділення її через легені, а також надходженням у кровоносне русло згущеної крові з депо.

При важкій і тривалій роботі в деяких випадках одночасно із збільшенням кількості еритроцитів спостерігається зменшення (на 18...20 %) вмісту гемоглобіну через вихід у кров з кровотворних органів великої кількості бідних на гемоглобін молодих еритроцитів.

Під час фізичної праці підвищується вміст лейкоцитів -- так званий робочий, або міогенний, лейкоцитоз. При важкій та інтенсивній роботі він може сягати високих цифр (до 40 * 109на 1л).

Зміни гемопоезу при фізичній праці можуть проходити у три стадії: 1) лімфоцитарний лейкоцитоз -- при легкій та короткочасній роботі; 2) нейтрофільний лейкоцитоз -- при середній і тривалій роботі; 3) інтоксикаційна, яка характеризується значним збільшенням кількості лейкоцитів (ЗО * 109 на 1 л та більше), при важкій та інтенсивній роботі.

Під час роботи в крові збільшується вміст молочної та вугільної кислот. При важкій роботі вміст молочної кислоти може досягати 2,2 ммоль/л (у спокої -- близько 0,2 ммоль/л). У зв'язку з надходженням у кров кислот знижуються лужні резерви крові: при важкій роботі -- до 60 %, при середній -- на 10...12 %.

Газо- тa енергетичний обмін. При фізичній праці у більшості випадків установлена прямо пропорційна залежність між величиною фізичного навантаження та споживанням кисню.

Споживання кисню при роботі великої потужності може досягати такого рівня, який перевищує його у стані спокою в 10... 15 разів і більше. Так, у тренованих людей споживання кисню може збільшуватись з 200...300 мл у спокої, до 3...4 л/хв при важкій роботі.

Кількість кисню, що потрібна організму для окислення створених під час роботи недоокислених продуктів обміну речовин, позначається як кисневий запит (мал. 3.1,1, ABj). Якщо кількість кисню, яку фактично споживає організм під час роботи, дорівнює кисневому запиту, це означає, що концентрація недоокислених продуктів в організмі не зростає, і встановлюється постійний рівень споживання кисню -- стан рівноваги. Він підтримується приблизно на одному рівні упродовж усього періоду виконання роботи. Стан рівноваги між створенням недоокислених продуктів та їх окисленням називається стійким станом.

Недостатня активізація дихання та кровообігу на початку роботи призводить до того, що споживання кисню відстає від кисневого запиту. Це позначається як кисневий борг (мал. 3.1, І, ABBj), величина якого залежить від важкості та інтенсивності виконуваної роботи. При підсиленні діяльності ДС та ССС споживання О2 досягає необхідного для виконання роботи рівня, і встановлюється стійкий стан (мал. 3.1,1, ВС). Після закінчення роботи споживання кисню та кисневий борг, які виникли у період втягування в роботу, поступово знижуються (мал. 3.1,1, СДД1).

Під час важкої роботи кисневий запит може перевищити функціональні можливості ДС та ССС організму (киснева межа -- мал. 3.1, II, CCj), внаслідок чого виникає киснева заборгованість (мал. 1, II, BjB), зростає протягом усього періоду роботи. Споживання кисню при цьому встановлюється на постійному рівні в межах кисневої межі. Цей стан дістав назву хибного, або уявного, стійкого стану. Ліквідація кисневого боргу здійснюється після закінчення роботи (мал. 3.1, II, СДД1).

Під час статичної роботи рівень споживання кисню нижчий, ніж кисневий запит (мал. 3.2), що можна пояснити утрудненим кровообігом у скорочених м'язах. Після закінчення роботи споживання кисню різко зростає, а потім спостерігається досить тривалий період відновлення. Така динаміка споживання кисню при статичній роботі дістала назву феномена Лінгарда.

Під час роботи збільшується енерговитрата організму, що є одним з основних показників важкості виконуваної роботи, критерієм визначення категорії роботи. Так, згідно з ГОСТом 12.1.005 -- 88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требо-вания к воздуху рабочей зоны» до легких робіт належать види діяльності з затратою енергії не більше 174 Вт (150 ккал/год), робіт середньої важкості -- з енерговитратами 175...290 Вт (151...250 ккал/год), важких робіт -- з енерговитратами більше 290 Вт (250 ккал/год).

Центральна нервова система. Розрізняють три фази зміни функціонального стану ЦНС під час роботи: I -- фаза інерційного гальмування на початку роботи, яка відповідає періоду втягування в роботу (триває від кількох хвилин до кількох десятків хвилин); II -- фаза робочого збудження (відповідає стадії стійкої працездатності; тривалість її залежить від важкості виконуваної роботи); III -- стан вторинного охоронного гальмування, який виникає під час роботи внаслідок розвитку втоми.

У фазі робочого збудження спостерігається підсилення умовних рефлексів, скорочення латентного періоду, усталення диференційованого гальмування, збільшення швидкості сенсо-моторних реакцій, високий рівень м'язової сили, витривалості, переважання bb- і gg-ритмів на електроенцефалограмі (ЕЕГ), підвищення лабільності, поліпшення функціонального стану аналізаторів, переважання ресинтезу в органах та нервових центрах, які працюють.

У фазі гальмування спостерігаються зворотні процеси: подовження латентного періоду та послаблення умовних рефлексів, частіше зустрічається диференційоване розгальмовування, зменшення швидкості сенсомоторних реакцій, поява повільних (DD та qq) ритмів біотоків мозку, порушення закону силових відносин (фазні стани), зниження лабільності, погіршення функціонального стану аналізаторів, переважання процесів асиміляції.

Відновний період. Після закінчення роботи всі фізіологічні функції поступово повертаються до вихідного доробочого рівня. Відновний період характеризується переважанням процесів асиміляції, у той час як стан роботи пов'язаний з процесами дисиміляції.

Варто зазначити, що відновлення біохімічних та фізіологічних показників починається вже під час роботи. Згідно з даними праць Ю. В. Фольборта та його школи, в органах, які працюють, матеріальні зміни (біохімічні, фізичні) є основними збудниками процесу відновлення.

Функції відновлюються, як правило, хвилеподібно. В ЦНС після припинення роботи настає стадія післяробочого збудження, далі стадія післяробочого гальмування, стадія відновлення збудження, яка проходить через стадію екзальтації (підвищена збудженість). Відновлення функцій дихальної та серцево-судинної систем, газообміну йде по низхідній кривій з періодами швидкого та повільного повернення до вихідного стану.

Тривалість відновного періоду залежить від сили і тривалості передуючого фізичного або нервово-емоційного напруження під час роботи, від умов, у яких вона проходила, тренованості та вихідного стану організму працюючого. Так, в умовах високої температури повітря, інтенсивного шуму, дії токсичного чинника, відновлення всіх функцій уповільнюється. У нетренованих робітників цей процес проходить довше, ніж у тренованих.

Після легких робіт відновлення йде досить швидко і закінчується, як правило, упродовж ЗО...40 хв. Під час роботи середньої важкості відновний період затягується до кількох годин. Нарешті, після довгої важкої роботи відновлення функцій організму може не закінчуватись до початку наступної зміни. Варто зазначити, що різні функції після одного й того самого виду праці відновлюються до вихідного рівня через різні проміжки часу. Насамперед повертаються до вихідного рівня пульс та дихання, потім ударний об'єм серця та глибина дихання, разом з ними ХОК, ОЛВ, AT, напруга 02 і СО2 в крові, ліквідується кисневий борг. Пізніше відновлюються функціональний стан ЦНС, зміни м'язової системи, морфологія крові, лужні резерви, водний обмін, вміст катехоламінів.

Працездатність людини

Працездатність -- це функціональні можливості організму, які характеризуються кількістю та якістю виконаної роботи за максимальної її інтенсивності або тривалості.

Розрізняють працездатність людини неспецифічну (загальну) та специфічну, тобто здатність виконувати певний вид діяльності.

Працездатність людини зумовлена станом здоров'я, віком, статтю та рівнем функціонального стану всіх систем організму. Оцінюють її часто за виробничими показниками (час виконання операції, кількість робочих рухів за одиницю часу, тривалість мікропауз, наявність браку в роботі тощо). Проте слід пам'ятати, що на ці показники впливають чинники, пов'язані з організацією трудового процесу (механізація та автоматизація, конструкція обладнання, режим праці та відпочинку, устаткування робочого місця тощо). Тому найбільш інформативними є показники функціонального стану ЦНС, ССС, ДС, системи крові, м'язової тканини, ендокринних органів тощо.

Зміна працездатності протягом робочого дня проходить три стадії. Перша називається стадією втягування у роботу, яка полягає у переході функціональних систем організму до робочого стану і характеризується підвищенням працездатності. Початок будь-якої роботи проходить за умов нестачі кисню, оскільки органи дихання та серцево-судинна система ще не досягли робочого рівня і не постачають робочі органи достатньою кількістю кисню. Для забезпечення необхідного

рівня активності вегетативних функцій також потрібен час. Крім того, перехід організму із стану спокою у діяльний стан супроводжується налагодженням координаційних зв'язків між нервовими центрами та робочими органами функціональної системи.

Слід зазначити, що у механізмі фізіологічних змін на стадії втягування в роботу суттєва роль належить умовним рефлексам, які входять до складу робочого динамічного стереотипу і здійснюються під впливом таких подразників, як час початку робочого дня, умови для роботи, шум працюючого обладнання тощо.

Мал. 3.3. Динамічна працездатність токаря ремонтної майстерні з урахуванням психофізіологічних функцій:

А -- зорово-моторна реакція; Б -- координація рухів; В -- крива працездатності; а -- стійка працездатність; б -- низька працездатність на стадіях утягування в роботу та появи втоми

Система умовних рефлексів, які передують роботі, називається запобіжною іннервацією. Значення її полягає у полегшенні втягування у роботу.

Зовнішнім проявом стадії втягування у роботу є підвищення продуктивності, зниження часу виконання операцій, збільшення швидкості робочих рухів. Фізіологічні зміни характеризуються підвищенням працездатності, обмінних процесів, підсиленням процесу збудження в ЦНС, активізацією діяльності ССС та ДС.

Друга стадія динаміки працездатності протягом робочого дня називається стадією стійкої працездатності, яка характеризується високим постійним рівнем. Рухові та сенсорні функції характеризуються відносною стабільністю. Рівень коливань окремих функцій становить 8... 16 % для рухового і сенсорного апарата, 20...ЗО % -- для ССС і ДС.

Стадія стійкої працездатності змінюється стадією її зниження внаслідок розвинення втоми (третя стадія -- стадія розвинення втоми). При цьому знижується продуктивність праці, з'являється суб'єктивне почуття стомленості. Втома може проявитися вже в першій половині робочого дня. Упродовж обідньої перерви працездатність може відновитись повністю або частково залежно від організації перерви. Відновлення роботи після перерви супроводжується розвитком стадії втягування у роботу, що змінюється стадією стійкої працездатності, що переходить у стадію появи втоми (мал. 3.3). Тривалість цих стадій та рівень, на якому встановлюється працездатність у першій і другій половині робочого дня, відрізняються і часто характеризуються нижчою працездатністю та швидшим розвиненням втоми.

Наприкінці зміни в деяких випадках може спостерігатись незначне підвищення працездатності, яке дістало назву кінцевого пориву, внаслідок психологічного впливу, пов'язаного із закінченням роботи та майбутнім відпочинком.

Кожна стадія динаміки працездатності може змінюватись за тривалістю у великих межах залежно від характеру виконуваної роботи та умов, у яких вона проходить. Так, стадія втягування у роботу може становити 15...30 хв для легкої роботи та роботи середньої важкості, а може затягуватись понад 2,5 год. при напруженій творчій, розумовій діяльності. При важкій та нераціонально організованій роботі стадія втягування може переходити у стадію втоми. При раціональній побудові режиму праці та відпочинку стадії втоми може не бути або вона може наставати лише наприкінці робочого дня.

Працездатність людини може змінюватись відповідно до природних (біологічних) ритмів психофізіологічних функцій (добові, тижневі, місячні, річні). Так, протягом доби (добовий, або циркадний ритм) простежуються два періоди високого рівня фізіологічних функцій: між 8...12-Ю та 16...18-Ю годинами.

Встановлено, що зона біоритмічного оптимуму для трудової діяльності має індивідуальні коливання. Так, більшість людей мають більш високу працездатність у ранковий час (ранковий тип, «жайворонки»). Проте є певний процент осіб, які мають високу працездатність увечері та вночі (вечірній тип, або «сови»).

Протягом робочого тижня (мал. 3.4) спостерігаються низькі рівні працездатності у перші дні і особливо в останні (понеділок, п'ятниця, субота). Триваліші біологічні ритми (місячні, річні, сезонні) мають різні періоди коливання щодо різних функціональних навантажень (фізичних, емоційних та інтелектуальних) і відзначаються високою індивідуальністю. Дані про місячні, річні та багаторічні ритми мають практичний інтерес під час планування індивідуальної праці, наприклад, у наукових працівників, працівників літератури, мистецтва, спортсменів.

При регламентуванні роботи трудового колективу вони можуть враховуватись під час організації тривалих експедицій.

Працездатність також може змінюватись під час навчання, тренування, внаслідок зміни характеру трудового процесу (впровадження нового обладнання, робочих меблів, засобів механізації та автоматизації тощо), чинників, які визначають стан зовнішнього середовища (шум, мікроклімат, вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони).

Втома -- це стан, що спричиняється інтенсивною і тривалою роботою, характеризується тимчасовим зменшенням працездатності, виражається зниженням кількості та якості роботи і погіршенням координації робочих функцій.

Проблема втоми охоплює вирішення трьох кардинальних питань:

  • а) з'ясування природи втоми (механізм та причини розвитку);
  • б) діагностика втоми та оцінка працездатності;
  • в) розробка заходів боротьби з утомою.

Вивчення механізму розвинення втоми призвело до виникнення кількох теорій. Перша теорія втоми -- гуморально-локалістична. На перших етапах дослідження втома розглядалась як процес, що відбувається у робочому органі (м'язі). Прихильники цієї концепції пояснювали зниження працездатності виснаженням енергетичних речовин, нестачею кисню або отруєнням м'язової тканини продуктами обміну. Суть концепції отруєння полягала в тому, що метаболіти енергетичних процесів при накопиченні у працюючому м'язі, спричиняли отруєння, що призводило до зниження його працездатності. Деякі прихильники цієї концепції висували твердження про вироблення у м'язі кенотоксинів, які отруюють організм та знижують його працездатність.

Гуморально-локалістична теорія ґрунтувалася на ретельно проведених дослідженнях і мала переконливі підтвердження в експериментальних умовах. Недоліком цих досліджень було те, що вони проводились на ізольованому нервово-м'язовому препараті без урахування особливостей організму в цілому і регулювальної функції ЦНС.

Діалектико-матеріалістичний світогляд школи російських фізіологів (І. М. Сєченов та його учні) визначив центрально-нервовий механізм утоми, згідно з яким утома розвивається у нервових центрах, які беруть участь у роботі, насамперед у корі великого мозку.

Згідно із сучасними поглядами, розвинення втоми здійснюється за механізмом рефлексів, збудником яких є зміни, що настають у працюючих органах. Так, при інтенсивних силових навантаженнях, коли кисневий запит перевищує фактичне споживання кисню, робота м'язів здійснюється в анаеробних умовах на тлі гліколітичного фосфорилювання. При цьому у м'язах накопичується велика кількість недоокислених продуктів. Утома в цих випадках виникає під впливом потужних доцентрових імпульсів від пропріо- та хеморецепторів м'язів та судин, які створюють умови для виснаження фізіологічного потенціалу у відповідних нервових центрах з подальшим розвитком у них гальмування.

Якщо фізичні навантаження помірні, кисневий запит, як правило, задовольняється, а продукти окислення накопичуються у незначній кількості. В цих випадках у виникненні втоми відіграє роль тривалість збудження кіркових центрів, які регулюють роботу м'язів та вегетативні функції, що призводить до виснаження енергетичних ресурсів у функціональній системі. В кінцевому підсумку змінюється лабільність окремих ланок функціональної системи, яка бере участь у роботі, що призводить до затягування фізіологічного інтервалу перетворення імпульсів, дискоординації окремих функцій із зниженням діяльності всієї працюючої системи. На основі вивчення особливостей прояву втоми в різних умовах трудової діяльності М. І. Виноградов виділив два типи втоми: втома з швидким розвитком, яка зумовлена виникненням центрального надпорогового гальмування, і втома з повільним розвитком, в основі якої лежить виснаження фізіологічних ресурсів усієї функціональної системи з розвитком охоронного гальмування.

Гальмування є одним з основних проявів втоми. Разом з тим ототожнювати поняття гальмування і втоми не можна. Основою втоми є насамперед виснаження фізіологічного потенціалу, що й є збудником гальмування. Ю. В. Фольборт зазначав, що паралельно до процесу виснаження в органі, який працює, вже у процесі роботи, а потім у період відпочинку починаються процеси відновлення. І чим більше виражений процес виснаження, тим інтенсивніше йдуть процеси відновлення, яким, у свою чергу, сприяє процес гальмування. При зростанні процесів утоми поглиблюються процеси гальмування і на певному етапі може настати їх виснаження, що проявляється насамперед уповільненням процесів відновлення.

Прояв утоми починається з порушення робочого динамічного стереотипу -- знижується точність і швидкість робочих рухів, уповільнюється виконання операції та її окремих елементів, з'являються зайві рухи, помилки у роботі. У зв'язку з цим змінюються виробничі показники -- знижується продуктивність, збільшується кількість браку, погіршується якість продукції.

Аналіз функціональних змін в ЦНС вказує на порушення силових відносин, розвинення фазових станів, подовження сенсомоторних реакцій, зниження пам'яті, уваги тощо. На ЕЕГ підсилюються bb-ритми, з'являються і починають переважати повільні ритми. Відзначаються зміни м'язової сили, зниження витривалості, показників працездатності, порушення координації рухів. Спостерігається стимуляція діяльності судинно-рухового та дихального центрів, збільшення енерговитрат у зв'язку з накопиченням кислих продуктів обміну та необхідністю включатись до роботи додатковим групам м'язів. При втомі можуть статися зміни морфологічного та хімічного складу крові: збільшення кількості еритроцитів, лейкоцитів, вмісту метаболітів, зниження основних резервів крові, вмісту глюкози, тиску кисню тощо.

Виробничі шкідливості можуть прискорювати та поглиблювати процес гальмування. Хімічні речовини, пил, несприятливий мікроклімат, виробничий шум, вібрація, ЕМП діапазону радіочастот, нераціональне освітлення негативно впливають на працездатність людини.

З утомою тісно пов'язаний стан перенапруження. Деякі дослідники розглядають стан втоми як початкову стадію перенапруження, не виключаючи можливості прямого виникнення перенапруження у різних структурах і органах, які беруть участь у трудовому процесі.

Термін «перенапруження» визначає несприятливий, граничний між нормою та патологією функціональний стан організму, який викликано надмірним за тривалістю або величиною навантаженням. Тривале перенапруження може спричиняти порушення здоров'я людини, відіграючи роль етіологічного чинника професійних форм захворюваності. Крім того, перенапруження може сприяти зниженню загальної реактивності організму, підвищенню неспецифічної захворюваності.

Однією з основних причин перенапруження апарату опори і руху є вимушена робоча поза. Незручні пози внаслідок перенапруження можуть спричиняти прояв остеохондрозу, розтягування та ослаблення міжхребцевих зв'язків, зміну нормальної конфігурації хребта, ослаблення м'язів черевного преса, тазового дна, ослаблення та деформацію склепіння ступні тощо. Поряд із змінами в апараті опори та руху нераціональна робоча поза може сприяти перенапруженню в системі периферичного кровообігу, виникненню варикозного розширення вен.

Перенапруження функціональних систем, які тривалий час забезпечують високий рівень інтенсивності та концентрації уваги, пам'яті, аналітичного мислення, може бути одним із суттєвих чинників ризику виникнення невротичних станів та захворювань. Те ж саме можна сказати про такі чинники, як монотонність, емоційне перенапруження тощо.

Перенапруженню та переходу його у захворювання сприяють хронічні або інфекційні захворювання, клімактеричний період, недостатня рухова активність, несприятливі чинники виробничого середовища тощо.

Розробляючи заходи цілеспрямованої профілактики втоми і перенапруження, дуже важливо встановити конкретні чинники трудового процесу, здатні спричиняти ці процеси, та оцінити їх рівень за критеріями оцінки важкості та напруженості роботи.

Фізіолого-гігієнічна проблема втоми та перенапруження, зважаючи на те, що вона пов'язана з працездатністю працюючих, а отже, з продуктивністю праці, є важливою соціальною проблемою. Тому боротьбу з втомою та перенапруженням слід проводити комплексно, враховуючи технічні, організаційні, гігієнічні та психофізіологічні заходи. Основними з них є такі: широка механізація та автоматизація виробничих операцій; організація раціонального режиму праці та відпочинку; опти-мізація санітарно-гігієнічних умов праці; удосконалення робочих рухів та робочої пози; обладнання раціонального робочого місця та устаткування з урахуванням антропофізіологіч-них особливостей організму; правильне, раціональне виробниче навчання; послаблення несприятливої дії монотонності; заходи щодо запобігання гіподинамії; формування сумлінного ставлення до праці в трудових колективах (усвідомлення корисності праці, сприятливий психологічний мікроклімат, широка гласність, матеріальна зацікавленість, змагання тощо); естетичне оформлення робочої обстановки; організація та проведення профвідбору та профорієнтації.

Антропометричні характеристики людини

У своїй професійній діяльності кожна людина виконує певні рухи, наприклад пов'язані з перенесенням вантажу, натисканням на важелі, тумблери, переміщенням тіла у просторі тощо. Робочий рух -- це результат дії складного апарату опори та руху, який охоплює групи м'язів, суглоби, сухожилки, провідникову частину рухового аналізатора, відповідні рухові центри ЦНС. Рухи спричиняють зміни в ССС, ДС, системі крові. Кожний, навіть найпростіший, робочий рух здійснюється за фізичними законами. При цьому поняття кістки, м'яза відповідає поняттю важеля, сили, а самі рухи розглядають з позицій законів механіки. При розрахунку механічних змінних, які характеризують рух частин тіла, використовують уявлення про систему, що складається з шарнірних ланок і центрів обертання у місцях суглобових поверхонь і ланок важелів у вигляді кісткових сегментів.

Цілеспрямованість та організованість рухів тіла людини і його частин досягаються розподілом зусиль у різних м'язах та їх групах; ЦНС належить координаційна роль.

Біомеханіка, що вивчає фізіологічні та фізичні закономірності рухів людини, використовує дані механіки, анатомії та фізіології.

Вивчення професійних поз та рухів потребує знання різних антропометричних показників, основними з яких є лінійні розміри тіла (мал. 3.5). Їх використовують конструктори, дизайнери при конструюванні обладнання, пультів управління, параметрів робочого місця, робочих меблів тощо.

Робочий рух характеризується максимальним обсягом, який визначається довжиною ланок, що входять у систему руху, будовою суглоба, робочою позою, індивідуальними особливостями (стать, вік, тренованість). Так, максимальний обсяг хватальних рухів рук визначається амплітудою руху у плечовому суглобі, довжиною верхньої кінцівки та зростом робітника. З віком обсяг рухів знижується. Завдяки порівняно невеликим антропометричним показникам у жінок обсяг рухів менший, ніж у чоловіків.

Другою характеристикою робочих рухів є сила м'язів -- величина максимального зусилля, яке розвиває група м'язів, що бере участь у виконанні робочої операції або її елемента. Сила м'язів, яку може розвинути людина в кожному конкретному випадку, залежить від статі, віку, ступеня тренованості, наявності втоми, використання спецодягу (рукавиці, взуття) тощо. На силу м'язів впливає положення тіла та окремих його елементів, які беруть участь у русі.

Так, м'язові зусилля, розвинені м'язами верхніх кінцівок в положенні сидячи менші, ніж у положенні стоячи. Найсприятливішим для здійснення силових рухів є положення, за якого лікоть зігнуто під кутом 120°. Має значення напрямок зусилля, що розвивається: при поштовху від себе воно найвище, при обертанні ручок -- найменше. Крім того, розвинення сили залежить від стійкості вихідної пози. У зв'язку з цим великого значення при конструюванні робочого місця набуває обладнання спинок, підлокітників на сидіннях, підставок для ніг.

Наступною характеристикою робочих рухів є їх траєкторія. Оптимальними є еліптичні та кругові плавні рухи, що переходять один в одній.

Під час роботи працівник повинен набувати різних поз і зберігати їх іноді упродовж кількох годин, а в деяких випадках і протягом всієї робочої зміни. Робоча поза зумовлює іммобілізацію окремих частин тіла за допомогою координуючої дії ЦНС на відповідні м'язи. Перебування в одній і тій самій позі (стоячи або сидячи) є великим навантаженням для організму, пов'язаним з тривалою статичною роботою одних і тих самих м'язів. Довго фіксована робоча поза називається вимушеною і має розглядатись як несприятливий чинник при оцінюванні умов праці. Вимушена робоча поза сприяє більш швидкому розвиненню втоми і може призводити до патологічних змін у організмі. Несприятливий вплив пози може бути послаблено або усунено використанням раціональних робочих меблів та раціонально обладнаного робочого місця.

Основними є положення сидячи, стоячи та сидячи-стоячи. Вибираючи раціональну робочу позу, слід враховувати величину докладених зусиль м'язів, ступінь точності та швидкості, діапазон робочих рухів.

Робоче положення сидячи менш стомливе, оскільки характеризується низькими енерговитратами, забезпечує більшу стійкість тіла, потребує меншого напруження м'язів, зменшує гідростатичний тиск і, отже, створює менше навантаження на ССС. Виконання роботи сидячи створює сприятливі умови для високої точності робочих рухів. Крім того, це положення не дає змоги розвивати велику силу м'язів -- маса переміщуваного вантажу не повинна перевищувати 5 кг.

Положення сидячи не має бути вільним, а також пов'язаним з необхідністю тривалої фіксації хребта у зігнутому стані. Вимушене зігнуте положення сидячи спричиняє значне напруження м'язів спини і шиї. Крім того, затруднюється кровообіг внутрішніх органів, особливо в ділянці тазу, утруднюються дихальні рухи, ослаблюються м'язи черевного преса і тазового дна. У зв'язку з цим у робітників, які виконують роботу сидячи, можуть розвиватись викривлення хребта (кіфоз, сколіоз, лордоз), у жінок -- зміни положення матки, порушення менструальної функції, геморой, слабкість пологової діяльності, часті розриви промежини під час пологів тощо.

Положення стоячи порівняно з положенням сидячи спричиняє напруження більшості м'язів, потребує додаткових затрат енергії (на 10 %), утруднює кровообіг. Робота м'язів спрямована на утримання на постійному місці центра ваги, який переміщується під впливом руху, а також розташування окремих ланок тіла, оскільки їхні центри ваги не збігаються з центром ваги тіла. Тому кожний нахил тулуба вперед, підняття та переміщення верхніх кінцівок, голови спричиняють додаткове напруження відповідних м'язів. Разом з тим робота стоячи сприятливіша, ніж сидячи в тих випадках, коли робітник для виконання операцій повинен вільно пересуватись у просторі, коли потрібен більший кругозір та діапазон робочих рухів, які перевищують відстань максимально витягнутої руки, значні зусилля м'язів. При цьому ступінь важкості, зумовлений робочим положенням стоячи, визначається положенням тулуба та рук під час роботи, а також масою переміщуваного вантажу. Так, у положенні стоячи з витягнутими вперед руками тонус м'язів збільшується на 25 %, а при утримуванні вантажу масою 2 кг рукою -- на 70 %. При невеликому нахилянні корпуса вперед у положенні стоячи енерговитрати збільшуються на 20...22 %, а при значному -- на 45 %.

Серед захворювань, пов'язаних з роботою стоячи, слід зазначити плоскостопість, розширення вен нижніх кінцівок, опущення внутрішніх органів, зміну положення матки тощо.

За можливості слід обладнувати робоче місце так, щоб можна було працювати сидячи-стоячи (мал. 3.6). Таке робоче місце дозволяє чергувати положення, включати в навантаження то одні, то інші м'язи, що дає можливість м'язам відпочивати, поліпшує кровообіг у відповідних частинах тіла.

Для того, щоб робоче місце було зручним, воно має відповідати антропометричним даним працюючого. Середні антропометричні дані обчислюють за великою кількістю вимірювань основних антропометричних показників різних груп населення. Такі дані використовуються при конструюванні робочих місць на виробництві. За антропометричними даними виділяють дві основні зони виконання трудових операцій -- оптимальну і зону досяжності.

На робочому місці основна робота протягом зміни має виконуватись у межах оптимальної зони. Корпус працівника повинен зберігати вертикальне положення або бути злегка нахиленим вперед на 10... 15°. Рухи в зоні досяжності викликають підвищене напруження м'язів поясу верхньої кінцівки та плеча, супроводжуються зростанням енерговитрат і за частого повторення можуть спричиняти втому та перенапруження. Крім того, робочі рухи, що виконуються витягнутими руками, не можуть розвивати більших зусиль м'язів та не забезпечують точність і швидкість реакцій. У зв'язку з цим рухи в зоні досяжності слід зводити до мінімуму.

При розташуванні органів управління у горизонтальній та вертикальній площинах найбільша швидкість робочого руху розвивається в межах 1--2-ї зон (оптимальної зони легкої досяжності) (мал. 3.7, 3.8). Зона досяжності (3-я зона) характеризується уповільненням рухів та необхідністю повороту тулуба вбік. Крім швидкості руху для успішного виконання роботи має значення його точність. Було встановлено, що найбільш точними є рухи, що виконуються в межах 1-ї зони, найменш точними -- в 3-й зоні. Рухи правої руки точніші, ніж лівої.

Важливою характеристикою робочого місця є рівень робочої поверхні, на якій виконуються основні операції. Висота робочої поверхні визначає робочу позу і зрештою продуктивність праці. При низько розташованій робочій поверхні працівникові доводиться дуже нахилятись, а при надмірно високому рівні робочої поверхні -- витягувати руки вгору і підніматись навшпиньки. В обох випадках створюються несприятливі робочі пози, що зумовлюють низьку продуктивність, значне напруження м'язів, підвищені енерговитрати, утруднений кровообіг тощо. Оптимальна висота робочої поверхні визначається характером виконуваної роботи і, зокрема, її складністю і точністю. При роботі стоячи, що потребує значних зусиль м'язів, рекомендується висота робочої поверхні 700...800 мм, а при точних роботах -- 1200... 1300 мм. Оскільки антропометричні показники коливаються у великих межах, оптимальною є зміна висоти робочої поверхні. Коли це неможливо, використовуються підставки для ніг (при роботі стоячи) та регулюється висота сидіння (при роботі сидячи, мал. 3.9). Особливо точні і тонкі роботи, що потребують напруження зору, слід виконувати сидячи, і тому треба забезпечувати оптимальну висоту робочої поверхні (мал. 3.9). Для виконання ручних операцій сидячи без особливого напруження зору оптимальною висотою робочої поверхні від підлоги є 700...750 мм, для точних робіт (монтаж дрібних деталей, верстатні роботи тощо) -- 835...905 мм. Для сприятливого функціонування органа зору має значення кут сприйняття зорового сигналу. Найкраще сприйняття зорового сигналу спостерігається в межах кута від нормальної лінії погляду ±15°. Об'єкт спостереження в цих умовах сприймається центральним зором. У цій зоні мають розташовуватись найбільш важливі засоби інформації, що часто використовуються. Відносно сприятливе сприйняття зорової інформації зберігається в межах кута ±30°. Для спостереження за об'єктами, розташованими за межами кута від нормальної лінії погляду ±30°, необхідні рухи очей та поворот голови для сприйняття тільки допоміжної інформації та тієї, що рідко використовується.

Внаслідок того, що при роботі сидячи частина передпліччя піднята вгору, а м'язи верхніх кінцівок і пояса верхніх кінцівок знаходяться у стані напруження, слід передбачати рухомі підлокітники. Для забезпечення зручної пози сидячи і стоячи має бути достатній простір для ніг: при роботі стоячи не менше 150 мм завглибшки та заввишки і 530 мм завширшки, сидячи -- не менше 650 мм завглибшки та заввишки і 500 мм завширшки.

При організації робочого місця для виконання роботи сидячи велике значення має конструкція сидіння. Робочі стільці залежно від їх призначення можуть мати різну форму сидіння, спинки, підлокітників (мал. 3.10). Проте загальною вимогою для них є висота, що регулюється (від 380 до 420 мм). Ширина сидіння коливається від 400 до 420 мм, форма сидіння залежить від характеру роботи. Так, для роботи з клавішними пристроями тощо робоче сидіння має бути з невеликим нахилом назад. При складальних роботах і роботах з малими фізичними зусиллями доцільним є плоске горизонтальне сидіння. Для водіїв передбачається м'яке сидіння.

Під час виконання роботи сидячи велике значення має підставка для ніг. Вона дозволяє працівнику вибрати таке положення нижніх кінцівок, за якого м'язи максимально розслаблюються і поліпшується кровообіг. Підставка для ніг повинна бути не менше 300 мм завширшки, 400 мм завглибшки, 260...350 мм заввишки і з кутом нахилу 15...30°. Поверхня підставки робиться рифленою, з бортиком заввишки 10 мм по передньому краю. Підставка для ніг є обов'язковою при роботі сидячи-стоячи.

При проектуванні розміщення педалей на робочому місці слід враховувати, що зусилля ніг залежать від їх положення. Найбільше зусилля в положенні сидячи спостерігається при зігнутому коліні під тупим кутом, можливості опиратися спиною об спинку сидіння і розміщенні педалі на відстані не більше 100 мм від медіальної лінії оператора. При відхиленні від медіальної лінії сила тиску на педаль знижується. Управління педаллю в положенні стоячи варто уникати, оскільки при цьому різко порушується рівновага і з'являється потреба в допоміжних зусиллях м'язів, що спричиняє швидку втому нижніх кінцівок і тулуба. У виняткових випадках, коли потрібно керувати педаллю стоячи, висота її не повинна перевищувати 150 мм, а зусилля 100...150 Не (10...15 кгс).

Значна увага надається естетичному оформленню робочого місця. Хороші самопочуття і настрій працюючого під час роботи досягаються не тільки зручністю роботи, відсутністю напруження, а й включенням в інтер'єр робочого місця елементів оздоблення -- кімнатних рослин, художніх творів, виконаних у приємній для очей колірній гамі. При колірному оформленні обладнання та виробничих приміщень слід віддавати перевагу тим кольорам, які підвищують працездатність, викликають сприятливі емоційні відчуття. Насиченість кольорів має бути такою, за якої коефіцієнт відображення був би не менше 40..,50 %. Серед кольорів повинні переважати білий, світло-лимонііий для стель, білий, світло-зелений, світло-голубий, світло-жовтий -- для перегородок і стін.

Оцінюючи робочу позу та організацію робочого місця, треба керуватись ГОСТом 12.2.032--78 «ССБТ. Рабочее место при вьіполнении работ сидя. Общие эргономические требования» та ГОСТ 12.2. 033 -- 78 «ССБТ. Рабочее место при вьіполнении работ стоя. Общие зргономические требования». Крім того, слід ураховувати вимоги міждержавних стандартів на певні види виробничого обладнання (верстати металообробні, машини ручні електричні, обладнання технологічне та ін.).

Фізіологія праці є складовою частиною гігієни праці та розділом загальної фізіології, який присвячено вивченню змін функціонального стану організму людини під впливом трудової діяльності та виробничого середовища, розробці фізіологічних основ наукової організації трудового процесу з метою довгочасного підтримання на високому рівні працездатності людини та збереження її здоров'я.

Дослідження в галузі фізіології праці проводяться в основному в двох напрямах: 1) вивчення загальних фізіологічних закономірностей, що характеризують діяльний стан організму людини; 2) розробка науково обґрунтованих раціональних способів організації конкретних видів трудової діяльності, що сприяють поліпшенню фізіологічного стану працівників.

Об'єктом вивчення фізіології праці є форми організації трудового процесу, обладнання робочого місця та устаткування, фізіологічні зміни в організмі робітника, здоров'я працівників тощо.

Основною метою фізіології праці є наукове обґрунтування рекомендацій щодо оптимізації трудового процесу в системі наукової організації трудової діяльності людини.

Загальні завдання фізіології праці полягають у вивченні форм виявлення робочої діяльності, станів, що виникають в організмі людини, фізіологічних закономірностей та механізмів, які характеризують зміни в організмі людини під час роботи. Поряд із загальними виділяють завдання, зумовлені основними напрямами економічних та соціальних перетворень, які характеризують етап розвитку держави. Так, наприклад, обслуговування нового обладнання на сучасних виробництвах (атомних електростанціях, електронних підприємствах, роботизованих виробничих лініях, пультах управління, лазерних та плазмових установках тощо) вимагає не тільки високої кваліфікації персоналу, а й дотримання відповідних гігієнічних та фізіологічних вимог до умов роботи. На сучасному етапі завдання фізіології праці можна сформулювати так:

  • 1. Фізіологічна оцінка нових видів організації праці, нової технології, сучасного обладнання, що використовуються у промисловості.
  • 2. Вивчення фізіолого-гігієнічних особливостей трудової діяльності працівників нових професій -- налагоджувальників, операторів, апаратників, які обслуговують сучасні виробництва.
  • 3. Встановлення фізіологічних закономірностей виникнення та механізмів формування таких негативних станів, як втома, монотонність, гіподинамія, нервово-емоційне напруження, перенапруження.
  • 4. Вивчення характеру та механізму дії таких чинників, як ультра-, інфразвук, іонізуюче та лазерне випромінювання, електромагнітне поле тощо.
  • 5. Вивчення особливостей фізіологічних функцій у трудовій діяльності різних груп працівників, а саме: жінок, підлітків, осіб похилого віку.
  • 6. Наукове обґрунтування методів виробничого навчання, професійного відбору та профорієнтації.
  • 7. Розробка сучасних науково обґрунтованих рекомендацій щодо побудови оптимальних режимів праці та відпочинку, упорядкування обладнання, робочих місць, організації технологій, профілактики несприятливих впливів нервово-емоційного перенапруження, гіподинамії, монотонності, втоми тощо.
  • 8. Удосконалення методичного рівня здійснюваних досліджень шляхом модернізації апаратури, розширення методів дослідження, застосування математичних та програмних засобів збирання та аналізу здобутих даних тощо.

Методи дослідження у фізіології праці в кожному конкретному випадку визначаються характером її завдань. Оскільки одним із центральних завдань фізіології праці є вивчення фізіологічних процесів в організмі працюючої людини важливе місце посідають фізіологічні та біохімічні методи дослідження функцій центральної нервової системи (ЦНС), аналізаторів, серцево-судинної (ССС), дихальної (ДС) та м'язової систем, системи крові тощо.

Широко використовуються методи визначення ефективності праці, часових характеристик трудових процесів, робочих рухів та поз. Низка питань, які стосуються окремих сторін трудової діяльності, у фізіології праці вирішується на лабораторних моделях, які відтворюють трудові процеси або окремі їхні елементи. Наприклад, моделі робочих меблів, пультів управління, тренажери тощо.

У деяких випадках доводиться оцінювати фізіологічну вартість роботи, визначати ступінь функціонального напруження організму під час роботи, оцінювати роботу людини з кількісного боку. Такої оцінки трудового процесу потребує вирішення питань режиму праці та відпочинку, праці жінок та підлітків, обґрунтування тривалості робочого дня, тарифікація праці при встановленні пільг щодо відпусток та додаткових компенсацій, нормування чинників навколишнього середовища тощо.

Функціональне напруження організму під час роботи схематично можна звести до енергетичного та інформаційного.

Навантаження на організм під час розумової праці називається напруженістю праці, під час фізичної -- важкістю праці.

Праця за важкістю поділяється на легку, середньої важкості, важку, дуже важку, а за напруженістю -- ненапруже-ну, малонапружену, напружену, дуже напружену.

Крім того, характеристики важкості та напруженості праці використовують для гігієнічної класифікації праці за класами: 1 -- оптимальна; 2 -- допустима; 3 -- шкідлива; 4 -- небезпечна («Гігієнічна класифікація праці за показниками шкідливості і небезпечності чинників виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу». Затверджено наказом Міністерства охорони здоров'я України від 31 грудня 1997 р. за № 382).

Для оцінки важкості праці використовують ергономічні та фізіологічні показники. Так, для визначення важкості роботи враховують її потужність, масу вантажу, який піднімають, статичні навантаження, робочу позу тощо. Як фізіологічні показники використовують енерговитрати, частоту серцевих скорочень, відсоток зміни витривалості і сили м'язів наприкінці робочого дня порівняно з його початком.

Напруженість також визначають за допомогою ергономічних та фізіологічних показників. До ергономічних показників належать: кількість важливих об'єктів одночасного спостереження, тривалість зосередженого спостереження (оперативного спокою), кількість сигналів, повідомлень за годину, кількість елементів операції, тривалість повторюваних операцій за секунду.

Фізіологічними показниками напруженості виконуваної роботи є: зміна обсягу оперативної пам'яті (у відсотках), прихованого періоду простої та складної зорово-моторних реакцій (ПЗМР, СЗМР), часу розпізнавання, екскреції катехоламінів, 17-оксикетостероїдів тощо.

У кожному конкретному випадку вибирають 3--4 адекватних показники, а оцінку важкості та напруженості праці проводять за найбільш чутливим (інформативним) показником. Детально методика визначення важкості та напруженості праці викладена в «Руководстве к практическим занятиям по гигие-не труда» (К.: Вища школа, 1986).

Професія оператора виникла у зв'язку з автоматизацією виробництва шляхом дистанційного управління. Між людиною, знаряддям та предметом праці з'явився пульт управління. Виробничі процеси кодуються, а програма дій оператора визначається алфавітом (системою сигналів) та алгоритмом (правилами перетворення здобутої інформації). Основне завдання оператора -- спостерігати за пультом управління, правильно та своєчасно переробляти інформацію, термінові та складні відповіді-реакції. Основне навантаження під час роботи зазнають сенсорний апарат, розумова та емоційна сфери. Сприйняття та перетворення інформації в роботі оператора проходять в основному через другу сигнальну систему. Питома вага зусиль м'язів, як правило, невелика (натискання на кнопки, важелі, тумблери, переміщення вздовж пульту управління, підтримання робочої пози тощо).

Операторська праця на сучасному виробництві неоднорідна. В одних випадках основна функція оператора полягає у спостереженні -- оператори-спостерігачі, в інших -- сприйнятті та переробці інформації, виконуванні команд -- оператори-вико-навці. В роботі операторів-спостерігачів переважає стан оперативного спокою (до 60...80 % всього робочого часу). Активна діяльність у них загалом становить 1...2 год за зміну. Така робота характеризується сенсорною монотонністю, напруженням уваги, гіподинамією, яка чергується з періодами активності в умовах дефіциту часу і необхідності термінового вирішення часто непередбачених завдань. Цей тип операторської праці має місце на великих автоматизованих виробництвах.

Робота операторів-виконавців полягає у безперервній пере-робці сигналів і виконанні команд за заздалегідь відомим, відносно простим алгоритмом. Для них характерна активність, що постійно реалізується, дефіцит часу, рухове навантаження на рівні робіт середньої важкості, велике навантаження на сенсорний апарат та емоційну сферу. До такого типу операторської праці належить робота операторів, водіїв транспорту та самохідних машин, операторів-обчислювачів ЕОМ та ін.

Особливий тип операторської праці становить робота опера-торів-технологів, яка поряд з роботою близько пульту управління (за першим або другим типом) включає обов'язок виходу до обладнання, яке працює, і проведення аварійних робіт в умовах, як правило, дефіциту часу. Робота операторів-техно-логів характеризується відсутністю ритмічності, нерівномірністю розподілу навантажень упродовж зміни, робочого тижня, несприятливими умовами виробничого середовища, досить важкими фізичними навантаженнями безпосередньо на технологічних лініях.

Виділяють також роботу операторів-керівників, у тому числі організаторів і керівників підприємств. У системі людина-ма-шина працюють через операторів, які управляють безпосередньо технологічним процесом. У їхній роботі переважають взаємини з людьми та необхідність ухвалювати нестандартні рішення.

Успішне виконання операторської діяльності зумовлено здоров'ям робітника, його психофізіологічними особливостями, віком, стажем роботи, професійною підготовленістю, стосунками в колективі, умовами зовнішнього середовища, організацією трудового процесу тощо.

Характеристики професійного навантаження операторів різного профілю значною мірою відрізняються. Так, час зосередженого спостереження за зміну коливається від 1...2 до 6...7 год. Питома вага активних рухів може становити 20...80 %. Кількість перероблюваної інформації коливається від 50...60 до 3000 сигналів на годину.

Середні показники кількості інформації не завжди відображають нервово-емоційне навантаження. Прикладом може бути нервово-емоційне навантаження при виконанні роботи в аварійних ситуаціях, коли доводиться переробляти невелику кількість інформації, але приймати рішення в умовах великого дефіциту часу поряд з небезпекою, високою відповідальністю, дефіцитом інформації для прийняття рішення. Ця робота характеризується як робота в умовах навантажень на межі психофізіологічних можливостей організму.

Специфічною фізіологічною особливістю конвеєрного способу роботи є його ритмічність. Ця особливість зумовлена принципами організації поточного способу виробництва, які є в основі конвеєра. При конвеєрній праці операція виготовлення продукту, виробу, деталі, механізму розділена на окремі етапи, виконання яких доручається різним групам робітників з певними навичками, які працюють на спеціально обладнаних робочих місцях. Деталі або напівфабрикати подають до кожного робочого місця автоматично за допомогою рухомої стрічки.

Основними фізіологічними особливостями праці на конвеєрі, які можуть несприятливо діяти на працівників, є монотонність праці (рухова, яка в деяких випадках поєднується з сенсорною), вимушена робоча поза, напруження органа зору, підвищене навантаження на одні й ті самі групи м'язів, нервово-емоційне напруження, зумовлене швидкішім темпом роботи, порушеннями в ритмі роботи внаслідок відсутності або накопичення напівфабрикатів через неполадки обладнання тощо.

Робота на конвеєрі при нераціональній організації трудового процесу може призводити до порушення стану здоров'я. У людей, які працюють на конвеєрі, спостерігається підвищена захворюваність на гіпертонічну хворобу, астенізація нервової системи, зниження функціональних можливостей ССС та ДС, зору, розвиваються міозит, тендовагініт, остеохондроз, радикуліт.

Порушеннями, які найчастіше трапляються в організації конвеєрної праці, є неритмічна подача на стрічку конвеєра деталей, відсутність кратності операцій, надмірне роздрібнення робочого процесу на дрібні операції, що складаються з одиничних елементів, надмірно велика або мала швидкість руху стрічки конвеєра, нераціональне чергування періодів відпочинку та роботи, перенапруження окремих груп м'язів, вимушена робоча поза, зумовлена нераціональними робочими меблями, тощо.

Оптимізація трудового процесу роботи на конвеєрах має зводитись до таких заходів: регуляції швидкості руху конвеєрної стрічки протягом дня відповідно до кривої зміни працездатності: більш повільна на початку роботи у стадії втягування, прискорена -- у стадії максимальної (стійкої) працездат-ності та уповільнена -- в кінці зміни на стадії розвитку втоми. Змінний темп конвеєра, згідно із зміною кривої працездатності протягом дня, сприяє поліпшенню умовно-рефлекторної діяльності, збільшенню витривалості, зменшенню енерговит-рат, підвищенню продуктивності праці. Найефективнішою мірою, спрямованою на збереження високої працездатності протягом робочого дня та послаблення чинника монотонності, є організація роботи конвеєра з накопичення в спеціально відведених місцях, де робітники розміщують деталі, які вони не встигли обробити під час нав'язаного ритму роботи. Періодично протягом зміни виділяється час для роботи у вільному темпі для обробки деталей, які залишились.

Важливим моментом роботи на конвеєрі є правильна організація режиму праці та відпочинку. Велике значення мають мікропаузи під час роботи, які становлять 5...10 % робочого часу. Регламентовані перерви слід влаштовувати з урахуванням особливостей кривої працездатності на початку розвитку втоми з широким використанням виробничої гімнастики. Для боротьби з монотонністю необхідно використовувати функціональну музику, укрупнення операцій, чергування суміжних операцій, робочої пози сидячи чи стоячи, а також здійснювати раціоналізацію робочого місця, робочих рухів і поз шляхом впровадження заходів згідно з вимогами ергономіки, естетики та культури праці. Важливим моментом, який забезпечує ритмічність у роботі на конвеєрі, є чіткий графік роботи та безперебійне забезпечення робітників сировиною, деталями, напівфабрикатами, відрегульованими машинами та інструментарієм.

Психологія -- наука, що вивчає об'єктивні закономірності психічної діяльності і формування психічних властивостей особистості. Під психічними властивостями особистості розуміють потреби, інтереси, звички, наполегливість, спостережливість, працелюбність, здібності, темперамент, характер тощо. До психологічної діяльності належать такі процеси, як відчуття, сприйняття, пам'ять, мислення, увага, емоції тощо.

Розділ психології, який вивчає психічну діяльність та особистість людини в процесі праці, розробляє практичні рекомендації з питань професійного відбору, організації трудових колективів, побудови режимів праці та відпочинку, називається психологією праці. Предметом вивчення психології праці є трудова діяльність людини з точки зору вимог, які вона ставить до психічних якостей особистості та психічних процесів, відмінності особистості працівників, міжособистісні стосунки в трудових колективах, суспільно-історичне та конкретне виробниче середовище, в якому здійснюється трудова діяльність, предмет, знаряддя та продукти праці. Завдання психології праці полягає в тому, щоб привести умови праці людини, її діяльність у відповідність з її можливостями, зробити цю діяльність найбільш ефективною, економною у розумінні затрат сил та енергії, оптимальною з фізичної точки зору. Таким чином, психологія праці, використовуючи психологічні закономірності, вивчає умови успішнішого професійного навчання, підвищення якості та полегшення трудової діяльності людини.

Зараз психологія праці розвивається за чотирма основними напрямами: 1) психологічна трудова експертиза, що вивчає питання професійної орієнтації, профвідбору та причини помилкових дій у трудовій діяльності; 2) психологія професійного навчання, що об'єднує проблеми, пов'язані з формуванням трудових навичок; 3) інженерна психологія, яка є розділом ергономіки; 4) дослідження психологічних питань організації праці. Основними проблемами цього напряму є проблеми втоми, режиму праці та відпочинку, монотонності тощо.

Особливості психологічної діяльності під час праці

Увага. Усі види трудової діяльності тією чи іншою мірою ставлять вимоги до уваги. Увага -- властивість психічної діяльності, свідомості людини, спрямована на вибіркове сприйняття певних предметів та явищ. Увага є формою організації психічної діяльності, інших її процесів (сприйняття, мислення, емоцій).

Розрізняють увагу активну (довільну) та пасивну (мимовільну). Пасивна увага виникає при дії подразника, який з'являється раптово, за механізмом орієнтовного рефлексу. Активна увага зумовлена вольовою активністю індивіда у зв'язку з усвідомленням поставленого завдання.

Фізіологічною основою уваги є концентрація збудженості окремих ділянок кори великого мозку, необхідної для виконання того чи іншого виду діяльності, за типом домінанти. При цьому підвищення збудженості може виникати при дії слабких подразників, які, в свою чергу, підсилюють збудження основного осередку домінанти. Найбільш професійно значущими якостями уваги є інтенсивність, швидкість переключення, широта, стійкість.

Ступінь інтенсивності уваги залежить від ступеня автоматичності трудового процесу. Якщо він потребує концентрації уваги на стереотипно повторювані операції, то у робітника виробляється автоматизм у роботі, що призводить до зниження інтенсивності уваги. Поява несподіваності в роботі або усвідомлення можливості раптової зміни перебігу технологічного процесу зумовлює збільшення інтенсивності уваги. Для професій, пов'язаних з управлінням рухомими механізмами (автомашини, крани, поїзди), важливими якостями уваги є широта її розподілення та швидке переключення. Під широтою уваги розуміють кількість об'єктів, які потребують одночасного включення у сферу уваги. Для водія автомашини це стан дороги, дорожні сигнали, рух на пішохідних доріжках та суміжних проїздах, транспорт, що рухається позаду, звук працюючого двигуна, положення органів управління тощо. Переключення уваги виникає при появі нової мети в роботі.

Переключення є повне та часткове. Прикладом першого може бути робота працівника, який здійснює ремонт обладнання, коли у кожному конкретному випадку потрібно враховувати різні умови трудової діяльності. Прикладом другого є короткочасне переключення уваги на ліквідацію якогось недоліку, після чого робітник повертається до свого вихідного стану уваги.

Увага протягом робочої зміни змінюється. Для психолога праці актуальним є вишукування шляхів цілеспрямованого активного формування професійно необхідних якостей уваги у робітника. Розроблено спеціальні системи тренування, необхідні для формування професійно необхідних якостей уваги для таких професій, як оператор, диспетчер, апаратник. На спеціально сконструйованих пультах (тренажерах) відтворюються типові ситуації, виробляється реакція на незвичайні ситуації. Крім елементів тренування та навчання, для оптимальної організації уваги велике значення має боротьба з монотонністю, відволікаючими чинниками, оптимізація режиму праці та відпочинку, раціональне влаштування робочого місця.

Ось чому психологи називають робочі рухи психомотори-кою. Вивчення психологічних питань, пов'язаних з робочими рухами, уможливлює їх оптимізацію, особливо в умовах системи «людина--машина».

Із психологічної точки зору робочі рухи поділяються на: основні (мінімальні для виконання трудової діяльності); поправочні (уточнюючі основні рухи відповідно до відхилення умов праці); додаткові (необхідні для здійснення додаткових робіт); аварійні; зайві; помилкові, які не досягають мети або спричинюють брак у роботі.

Зазначена класифікація робочих рухів сприяє цілеспрямованій розробці заходів їх оптимізації. Так, для реалізації основних робочих рухів слід створити умови формування та закріплення динамічного стереотипу, старанно продумати систему навчання, впровадження відпрацьованої, послідовної, економної, фізіологічно оптимальної схеми робочих дій. Для поправочних та аварійних рухів важливим є розробка схем, інструкцій, навчання робітників з обов'язковими періодичними повтореннями раціональних рухів за допомогою інструкцій, вказівок та встановлення на робочих місцях попереджувальних сигналів.

Розрізняють два види психомоторних процесів: сенсомоторні та ідеомоторні. Перші відіграють у виробничій діяльності велику роль.

На робочих місцях розрізняють сенсорні та моторні поля. Сенсорне поле -- частина робочого місця, яка, впливаючи на аналізатори, є джерелом професійно значущої інформації, моторне -- частина робочого місця, на яку людина впливає за допомогою рухів. В сенсорне поле входять подразники, на які робітник має реагувати.

Сенсомоторні процеси -- рухові акти, що виникають у відповідь на різні подразники. Для трудової діяльності важливе значення мають зорово-, слухо- та тактильно-рухові реакції.

При добрій тренованості подразниками можуть бути кіне-статичне почуття, реакція на час. Проста сенсомоторна реакція (ПСМР) характеризується часом. Латентний час ПСМР складається з кількох ланок. Так, час, необхідний для виникнення збудження в периферичному аналізаторі, дорівнює 20...60 мс, для проведення збудження у провідниковій частині аналізатора -- 2...З, час аналізу відчуттів у корі великого мозку -- 15...20, решта часу, що полягає в реалізації відповіді у руховому аналізаторі, -- 100... 160 мс. В цілому час реакції на світло -- 190...220 мс, на звук -- 120...180, на нюхальний подразник 225...300, на смаковий -- 600...700 мс. Час реакції на світло подовжується при сприйнятті не центральним, а периферичним зором. Час сенсомоторних реакцій залежить від втоми, емоційного стану, піку.

Знання закономірностей часової характеристики сенсомоторних реакцій має велике значення при конструюванні систем управління сучасним автоматизованим виробництвом. Час переробки інформації не повинен перевищувати сумарного часу, який необхідний операторові на сприйняття інформації, вирішення завдання і відтворення рухової реакції.

Пам'ять -- властивість психіки людини запам'ятовувати, зберігати та відтворювати у свідомості явища, дії, предмети, емоції, що мали місце в минулому.

Фізіологічною основою пам'яті є сліди процесів, які відбуваються у нервовій системі. При сприйнятті предметів та явищ навколишнього світу виникає складна діяльність нервових клітин головного мозку, між ними встановлюються певні зв'язки. Важлива роль у фізіологічному механізмі пам'яті належить умовним рефлексам, утворенню часових зв'язків, детально вивчених І. П. Павловим та його школою. Пам'ять -- це не просто сума пасивно накопичених фактів, а динамічна система, зміст якої визначають мотиви, цілі, характер діяльності людини, її індивідуальні особливості.

Пам'ять виконує різні функції в діяльності людини. Розрізняють такі процеси пам'яті: запам'ятовування (закріплення), відтворення (актуалізація), збереження та забування матеріалу. В зазначених процесах яскраво виявляється зв'язок пам'яті з діяльністю. Запам'ятовування є процесом закріплення нової інформації шляхом пов'язування її з набутими даними. На основі запам'ятовування відбувається накопичення досвіду, нових знань.

Як результат відтворення відбувається актуалізація закріпленої раніше інформації шляхом добування її з довгострокової пам'яті і переведення в оперативну форму. Добування даних з довгострокової пам'яті може бути легким (автоматичним) або складним (довге та болісне пригадування забутого).

Забування пов'язане з ослабленням або руйнуванням часового зв'язку між тим або іншим матеріалом та минулим досвідом людини, зумовленим випадінням цього матеріалу з його діяльності. Забування тим глибше, чим рідше вводиться до складу матеріал діяльності, чим менш значним стає він для досягнення мети.

Залежно від критеріїв розрізняють такі види пам'яті:

  • 1) за характером психічної активності, що переважає у тій чи іншій діяльності, -- рухова, емоційна, образна, логічна;
  • 2) за цілями діяльності -- мимовільна та довільна;
  • 3) за часовою характеристикою -- довгочасна (довгострокова), короткочасна (короткострокова), або оперативна;
  • 4) за ступенем участі того чи іншого аналізатора -- зорова, слухова, тактильна, змішана (зорово-слухова, зорово-рухова тощо).

Раптова пам'ять полягає у запам'ятовуванні, збереженні та відтворенні навичок рухів. Бона лежить в основі формування трудових та практичних навичок, ходьби, писання тощо.

Емоційна пам'ять складається з різних почуттів, емоцій, переживань. Вона створює відчуття задоволеності або незадоволеності потреб та інтересів людини, закріплює відносини з навколишнім світом, колективом тощо. Тому емоційна пам'ять має велике значення у будь-якій діяльності людини, в тому числі в праці.

Пережиті та збережені у пам'яті почуття виступають як сигнали, що спонукають або утримують дії. Емоційна пам'ять, наприклад оператора, проявляється почуттям обережності, коли він бачить предмети або дії, пов'язані з аварійними ситуаціями в минулому.

Образна пам'ять -- пам'ять на уявлення, образи, відчуття. Вона буває зоровою, слуховою, дотиковою, нюховою, смаковою. Образна пам'ять добре розвинена у людей творчої розумової праці. Крім того, образна пам'ять становить основу запам'ятовування алфавіту пульта управління, органів управління тощо.

Змістом логічної пам'яті є думки, поняття, судження, висновки, що потребують словесного вираження та пов'язані між собою певним логічним зв'язком. У логічній пам'яті головна роль належить другій сигнальній системі. Вона є специфічною для людини, бере участь у формуванні інших видів пам'яті, засвоєнні та здійсненні трудових навичок, знань, умінь. Логічною пам'яттю людина користується в ситуаціях, які потребують нестандартних рішень.

Про мимовільну пам'ять говорять тоді, коли людина механічно запам'ятовує та відтворює інформацію, не ставлячи перед собою мети її запам'ятати. Якщо ж вона фіксує свою увагу на процесі запам'ятовування, це називається довільною пам'яттю. У своїй трудовій діяльності людина користується як одним, так й іншим видом пам'яті.

На відміну від довгострокової пам'яті, для якої характерне довге збереження матеріалу після багаторазового його повторення, короткочасна пам'ять характеризується збереженням інформації протягом короткого проміжку часу (кілька десятків хвилин), після, як правило, одноразового нетривалого сприйняття. Дуже близька до короткочасної оперативна пам'ять, яка обов'язково пов'язана з діяльністю. Під час виконання більш або менш складного процесу (операції) людина здійснює його послідовно окремими елементами, етапами, частинами або, як прийнято казати в інженерній психології, шматками. При цьому вона включає пам'ять для утримання проміжних результатів до тих пір, поки не виконає завдання в цілому. В міру просування до закінчення роботи відпрацьований матеріал може забуватись. Окремі відрізки матеріалу, або шматки, називаються оперативним одиницями пам'яті. Удосконалення оперативної пам'яті в процесі навчання, тренування відбувається за рахунок укрупнення обсягу оперативних одиниць пам'яті.

Психологія у здійсненні безпеки

Людина в природі є найбільш саморегулювальною істотою щодо інстинкту самозбереження. Це дозволяє їй достатньо гнучко компенсувати свої недоліки за рахунок інших якостей і зберегти свій нормальний стан.

Однією з постійних потреб людини є її уявлення «захищеності від небезпеки» під час професійної діяльності. Цю захищеність людина розуміє як необхідність уникнення небезпечної ситуації, а в умовах виникнення (незалежно від того, з чиєї провини), успішно їй протидіяти. Захищеність людини від небезпек її праці слід розглядати як наслідки її психофізіологічних, соціальних і професійних якостей, здатності організму до саморегуляції та ін. Слід розглядати «особистий чинник» не як фатальне уявлення, отримане від народження як якість, а як комплекс якостей, що розвиваються та змінюються і відповідно впливають на особисту захищеність від небезпек своєї праці.

Психологи розглядають три основних чинники, що сприяють травмуванню людини:

  • 1. Розвиток виробничого обладнання, машин, техніки йде швидше, ніж розвиток засобів захисту.
  • 2. Підвищилась ціна помилки людини.
  • 3. Наявність адаптації людини до небезпеки.

Існують ще багато інших мотивів, що спричиняють порушення з боку робітників, наприклад мотивів необгрунтованої вигоди на цю хвилину.

Безпека на виробництві формується на основі відповідних взаємодій керівника (керівників), працівника (працівників), а також їх спільної взаємодії із знаряддям виробництва. Слід розподіляти психологію особистої безпеки (один працівник -- один керівник) і психологію колективу (кілька керівників -- кілька працівників).

Мотивація встановлення безпеки є основним показником в її досягненні. Найкраще, коли зміст такої мотивації виникає у працівника (керівника) і стає основою відповідної реакції у керівника (працівника) у вигляді вже його мотивації як відповіді. За наявності такого кругообігу формується зміст встановлення стійкого психологічного стану на виробництві відносно неприпустимості виникнення небезпек.

З досвіду психологів визначено, що працівник щиро вірить у небезпеку тільки в тій мірі, в якій у це вірить його безпосередній керівник. Тому всі ланки ланцюга управління виробництвом повинні постійно проявляти «видимий» і «чутний» для робітників інтерес до забезпечення безпеки їх праці. Інакше кажучи, повинна бути забезпечена гласність і очевидність роботи керівника будь-якого рангу (відвідування керівниками зборів, присвячених безпеці праці, наради керівників в низькій ланці управління, розподіл і видача премій переможцям ог-лядів-конкурсів з охорони праці та ін.).

За своєю психологією робітники повинні бути завжди твердо переконані, що керівництво зацікавлене у вилученні всіх

шкідливих і небезпечних чинників виробництва і що питання забезпечення безпеки на виробництві існує на одному рівні з такими питаннями як підвищення продуктивності праці, якості виробничої продукції та ін.

Кожен керівник повинен знати психологічний стан робітника на всіх етапах виробничого завдання, усвідомити найбільш важкий вид робіт, операцій, характерних для конкретного робітника, визначити зміст недоліків, що мають місце з боку робітника, і коли вони часом повторюються, усвідомлювати терміни втоми робітника і формувати відповідні заходи і впливи на стан виробничого процесу. Керівник повинен довести робітникові, щодо необхідності інформування про всі ці недоліки чи наявність стану, що знижує працездатність чи підвищує втому тощо, для того, щоб мати змогу втручатись у відповідний процес з метою забезпечення безпеки.

Психологічний стан робітника можна вважати як задовільний, коли він озброєний інструментом свого захисту:

  • -- рівнем навчання;
  • -- знаннями небезпек, їх властивостями і послідовністю виникнення дії;
  • -- уміннями запобігати небезпекам, уникати іх;
  • -- знаннями послідовності виходу з аварійних ситуацій, ознак відповідного стану тощо.

Крім того, кожен робітник повинен мати накопичений досвід в питаннях самоконтролю (мати можливість):

  • -- оцінити свою теоретичну і практичну підготовку щодо своєї роботи;
  • -- оцінити свої знання інструкцій і норм охорони праці та практичні навички для використання безпечних методів виконання роботи;
  • -- визначити свій психофізіологічний стан і за такого самопочуття звернутися до медичного закладу;
  • -- використати необхідні засоби індивідуального захисту після перевірки їх справності і придатності для використання;
  • -- перевірити придатність інструменту, робочого місця тощо.

Відновлення необхідного трудового настрою має бути відпрацьовано психологічно, шляхом постійного загострення уваги робітника на першій з його потреб щодо визначення стану його робочого місця до початку робіт. Саме тому велике значення мають збори з робітниками до початку роботи, коли безпосередній керівник ставить виробничі завдання та аналізує стан безпеки на кожному робочому місці.

У процесі виконання робіт керівник повинен здійснювати контроль за станом безпеки і координувати роботу працівника. Вимога визначення відсутності небезпек наприкінці робочої зміни та інформування керівника створює для працівника передумови для осмислення подальшого удосконалення стану безпеки.

Вплив небезпечних чинників на людину

Системи людини, які сприймають стан навколишнього середовища

Цілеспрямована і безпечна діяльність людини ґрунтується на сприйманні й аналізі інформації щодо характеристик навколишнього середовища і внутрішніх систем організму. Цей процес здійснюється за допомогою аналізаторів -- підсистем ЦНС, які забезпечують отримання і первинний аналіз інформаційних сигналів. Інформація, що надходить крізь аналізатори, зветься сенсорною (від лат. sensus -- почуття, відчуття), а процес її отримання і первинної переробки -- сенсорним усвідомленням.

Центральною частиною аналізатора (мал. 3.11) є відповідна зона головного мозку. Периферична частина -- рецептори, що знаходяться на поверхні тіла для сприймання зовнішньої інформації чи у внутрішніх системах і органах для сприймання інформації про їх стан (зовнішні рецептори в звичайному спілкуванні звуть органами почуттів). Провідні нервові шляхи з'єднують рецептори з відповідними зонами мозку.

Залежно від специфіки отримання сигналів розрізняють аналізатори:

Зовнішні -- зоровий (рецептор -- око); слуховий (рецептор -- вухо); тактильний, больовий, температурний (рецептори шкіри); нюховий (рецептор в носовій порожнині); смаковий (рецептори на поверхні язика і піднебіння).

Внутрішні -- аналізатори тиску; кінестетичні (рецептори в м'язах і сухожиллі); вестибулярний (рецептор в порожнині вуха); спеціальні, що розташовані у внутрішніх органах і порожнині тіла.

Основні параметри аналізаторів:

1. Абсолютна чутливість до інтенсивності сигналу (абсолютний поріг відчуття з інтенсивності) -- характеризується мінімальним значенням впливу подразника, під час подразнення якого виникає відчуття. Залежно від виду подразника абсолютний поріг змінюється в одиницях енергії, тиску, температури, кількості чи концентрації речовини тощо. Мінімально адекватну відчутну інтенсивність сигналу заведено розуміти як нижній поріг відчуття.

Психофізичними експериментами встановлено, що величина відчуття змінюється повільніше, ніж сила подразника. Інтенсивність відчуття Е описується логарифмічною залежністю (закон Вебера--Фехнера)

E = KgI + C,

де I -- інтенсивність подразника;

К і С -- константи, що визначаються відповідною сенсорною системою.

  • 2. Гранично дозволена інтенсивність сигналу (звичайно близька до больового порога). Максимальну адекватну відчутну величину сигналу заведено називати верхнім порогом відчуття.
  • 3. Діапазон відчуття від абсолютного порога відчуття до больового порога.
  • 4. Диференціальна (що розрізняється) чутливість до змін інтенсивності сигналу -- це мінімальне змінювання інтенсивності сигналу, що відчуває людина. Розрізняють абсолютні диференціальні пороги, які характеризуються значенням АІ, і відносні, що виражаються у відсотках:

Му/ ¦ 100 % ,

де / -- первинна інтенсивність.

5. Диференціальна (що розрізняється) чутливість до зміни частоти сигналу -- це мінімальна зміна частоти F сигналу, яку відчуває людина. Вимірюється аналогічно до диференціального порога інтенсивності, чи в абсолютних одиницях AF,

чи у відносних -- AF . Ю0 % .

  • 6. Межі (діапазон) спектральної чутливості (абсолютні пороги відчуття за частотою, довжиною хвилі) визначаються для аналізаторів, чутливих до змін частотних характеристик сигналу (здорового, слухового, вібраційного), окремо нижній і верхній пороги.
  • 7. Просторові характеристики чутливості специфічні для кожного аналізатора.
  • 8. Для кожного аналізатора характерні мінімальна тривалість сигналу, необхідна для виникнення почуття. Час, який проходить від початку впливу подразника до появи відповідної дії на сигнал (сенсомоторна реакція), зветься латентним періодом (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 Величина латентного періоду (с) для різних аналізаторів така:

Вид людського аналізатора

Латентний період

Тактильний (доторкання)

0,09...0,22

Слуховий (звук)

0,12...0,18

Зоровий (світло)

0,15...0,39

Нюховий (запах)

0,31...0,39

Температурний (тепло--холод)

0,28...1,60

Вестибулярний апарат (під час обертання)

0,4

Больовий (рана)

0Д3...0.89

9. Адаптація (звичка) і сенсибілізація (підвищена чутливість) -- характеризуються часом і властиві кожному типу аналізаторів.

Функціонування будь-яких аналізаторів суттєво змінюється під впливом небезпечних для людини умов. Низькі і високі температури, вібрації, перевантаження, невагомість, надто інтенсивні потоки інформації, що ведуть до дефіциту часу, втома, стан стресу -- всі ці чинники спричиняють будь-які зміни характеристики аналізаторів.

Зоровий аналізатор людини

Зоровий аналізатор складається з трьох відділів: рецепторного (периферійного), провідникового і центрального, що виконує аналітичну функцію. У периферійному відділі аналізатора розрізняють дві системи: оптичну (рогівка, кришталик, склоподібне тіло) і сприймаючу, що складається з фотосенсор-ного шару сітківки. Основне призначення оптичної системи -- одержання на сітківці зображень розглядуваних предметів. Велику роль у цьому відіграє акомодація, котра полягає у зміні заломної сили кришталика. Функції колбочко- і паличкоподібних зорових клітин сітківки досить чітко диференційовані. Паличкоподібні зорові клітини, маючи величезну чутливість, сприймають мінімальну освітленість і позбавлені здатності розрізняти кольори; вони служать для зорових сприймань в умовах низької яскравості (сутінковий зір). Колбочкоподібні зорові клітини сприймають високі рівні яскравості (денний зір) і кольори (хроматичний зір).

Для виникнення зорового сприйняття предмета у зоровому аналізаторі реалізуються три основні його функції: світловідчуття, контрастна чутливість і гострота зору. Ці функції дають можливість сприймати форму, розмір і яскравість розглядуваного предмета. Світловідчуттям називають здатність ока сприймати яскравість діючих світлових подразників. Та найменша яскравість, яка спричиняє світловідчуття в умовах темряви, є порогом світловідчуття. Обернену величину порога світловідчуття називають світловою чутливістю ока. Поріг світловідчуття залежить від кутових розмірів подразника (чим більший розмір розглядуваного предмета, тим чутливість вища, і навпаки). Зоровий аналізатор здатний регулювати світлову чутливість залежно від рівня освітленості. Цю здатність ока називають зоровою адаптацією. При переведенні погляду з високого рівня освітленості на темноту підвищується світлова чутливість ока (темпова адаптація). При переході від темноти до незначної яскравості або від меншої яскравості до високої спостерігають зниження рівня світлової чутливості, яку називають світловою адаптацією. Тривалість темпової адаптації становить у середньому від 50...60 хв до 2 год. При переході від низької до високої освітленості настає світлова адаптація, котра полягає у зниженні світлової чутливості зорового аналізатора. Тривалість світлової адаптації становить 10...25 хв. Якщо переходи від низької яскравості до вищої і навпаки відбуваються часто і не вкладаються у тривалість термінів адаптації, настає переадаптація, що характеризується різким порушенням функціонального стану зорового аналізатора (різь в очах, сльозоточивість, втрата здатності зорового сприйняття).

Зорова адаптація має велике значення для вибору оптимальних умов виробничого освітлення. Однією з обов'язкових гігієнічних вимог до виробничого освітлення є рівномірність освітлення і регламентація освітленості робочого місця (проходи, місця зберігання деталей, сировини тощо). Крім того, робота за різкої зміни рівнів освітленості вимагає додержання режиму з урахуванням часу настання адаптації в умовах світла і темряви. Наприклад, робітник може приступити до виконання точних робіт у темноті не раніше, ніж через 30 хв після перебування в цих умовах.

Для розпізнавання предмета (деталі, елемента деталі) необхідний контраст яскравостей об'єкта розпізнавання і фону. Ту найменшу різницю яскравостей об'єкта розпізнавання і фону, яку сприймає око, називають порогом контрастної чутливості. Контрастна чутливість збільшується із збільшенням кутових розмірів предмета, під час адаптації в умовах темряви, при малих яскравостях поля адаптації, збільшенні часу дії світлового подразника і бінокулярному зорі, різко спадає при надзвичайно сліпучій яскравості -- блискості. Під гостротою зору розуміють функцію зорового аналізатора, що забезпечує сприйняття форми предметів через розрізнення дрібних деталей. Гостроту зору характеризує найменша відстань (заведено виражати у градусах), на якій мають знаходитись дві точки, щоб око могло їх бачити окремо. Ця умова може виконуватись тоді, коли світлове відбиття від них потрапляє на два фоторецептори сітківки (паличко- або кол-бочкоподібні зорові клітини), відокремлені один від одного не менше, ніж одним вільним від подразнення фоторецептором.

Таким чином, враховуючи основні функції зорового аналізатора, умови зорової роботи можна оцінити за трьома основними показниками: кутовими розмірами, що розрізняють об'єкти (точність виконаної роботи), яскравістю поля адаптації (освітленість робочого місця), контрастом об'єкта розпізнавання з фоном. Ці показники і покладені в основу гігієнічного нормування освітленості на робочому місці, відбитого у відповідних офіційних документах (СніП 11-4-79 і галузеві норми природного і штучного освітлення).

Гігієнічне нормування не враховує такої фізіологічної властивості зорового аналізатора, як здатність зберігати збудження, що виникло після припинення дії світлового подразника. Ця властивість має велике значення у формуванні зорового сприйняття під час роботи із швидкорухомими деталями і переробки інформації, що часто надходить. Зоровий слід після світлового подразнення може триматися від 1...2 с до кількох хвилин. Останнє зумовлює за певних умов формування у робітників сприйняття безперервно діючого світлового подразника. Найменшу кількість світлових подразнень за 1 секунду, при якій настає злиття окремих світлових сигналів у одне ціле, називають критичною частотою миготіння. Прикладом такого явища є суцільність зорового сприйняття при демонстрації на екрані рухомої кіноплівки із швидкістю 24 кадри за 1с, що перевищує критичну частоту миготіння за умов відповідної освітленості.

Під час виконання зорової роботи за несприятливих умов освітлення зорова працездатність спадає. Показники, що характеризують зорову втому, є насамперед показниками функціонального стану зорового аналізатора (збільшення порогів світлової, кольорової і контрастної чутливості, зниження гостроти зору і критичної частоти миготіння, подовження часу сприйняття і переробки зорової інформації, підвищення зорової хронаксії тощо). Зорова втома зумовлює швидший розвиток загальної втоми в організмі працівника і звичайно значною мірою відбивається на якісних і кількісних виробничих показниках.

Найважливішими чинниками, що зумовлюють зниження зорової працездатності, є недостатні рівні освітленості; нерівномірність розподілу яскравості на робочому місці та у приміщенні; наявність у полі зору сліпучої яскравості.

Результати досліджень показали, що під час виконання точної роботи, особливо з дрібними деталями, що вимагають великого зорового напруження, із збільшенням освітленості зорова працездатність поліпшується. Слід відзначити, що збільшення рівня освітленості має свою оптимальну межу, поза якою він починає чинити осліплюючу дію і несприятливо відбиватись на зоровому сприйнятті. Властивість світлих поверхонь високою яскравістю порушувати зорове сприйняття називають блискістю, а психофізіологічні зміни, що відбуваються при цьому, і суб'єктивні відчуття -- засліпленням. Блискість може спричиняти несприятливі зміни не тільки у зоровому аналізаторі, а й у ЦНС (гальмування, зниження лабільності, працездатності, активності тощо). Під час дії блискості на організм працівника насамперед порушується контрастна чутливість ока. Чим менший контраст об'єкта розпізнавання з фоном і його кутові розміри, тим сильніше виражена несприятлива дія засліплення.

Таким чином, міру блискості визначає не тільки світлова обстановка на робочому місці (висока яскравість фону, пряме попадання світлового випромінювання в око, велика площа світної поверхні), а й показники, що характеризують об'єкт розпізнавання. Збільшення яскравості поля адаптації на робочому місці має обмежені можливості і не завжди є оптимальним заходом поліпшення світлової обстановки. Тому при роботі з дрібними деталями поряд із забезпеченням оптимального рівня яскравості можна рекомендувати посилення контрастності об'єкта розпізнавання з фоном.

Новим напрямом оптимізації виробничого освітлення є створення динамічного освітлення, яке характеризує зміна рівня і спектрального складу освітленості з часом залежно від зміни зорової працездатності. Доведено, що підвищення рівня освітленості при наростанні втоми сприятливо діє на кору головного мозку, розгальмовуючи і поліпшуючи функціональний стан зорового аналізатора і підвищуючи зорову і загальну працездатність людини. Найефективнішим є динамічне освітлення при виконанні робіт високої точності, пов'язаної з великим напруженням, а також при організації виробничого освітлення у приміщеннях без вікон.

Слуховий аналізатор людини

За допомогою слухового аналізатора людина отримує до 10 % інформації.

Характерними особливостями слухового аналізатора є:

  • -- здатність бути готовим до сприйняття інформації в будь-який час;
  • -- здатність сприймати звуки у широкому діапазоні частот і вилучати необхідні;
  • -- здатність встановлювати місце знаходження джерел звуку. Найчастіше звукові сигнали застосовують для зосередженої

уваги людини -- оператора (попереджувальні сигнали і сигнали небезпеки), для інформування людини-оператора, який знаходиться в умовах недостатньої видимості об'єкта управління.

Для ефективного використання слухової форми представлення інформації необхідно знати характеристики слухового аналізатора. Властивості слухового аналізатора оператора виявляються у сприйнятті звукових сигналів. З фізичної точки зору звуки -- це механічні коливання в чутному діапазоні частот.

Механічні коливання характеризуються амплітудою і частотою.

Амплітуда -- найбільша величина вимірювання тиску під час згущення та розрядження.

Частота -- кількість повних коливань за 1 секунду. Одиницею її вимірювання є герц (Гц) -- 1 коливання за секунду. Амплітуда коливань визначає величину звукового тиску та інтенсивність звуку (чи силу звучання). Звуковий тиск заведено вимірювати в паскалях (Па).

Основні параметри (характеристики) звукових сигналів (коливань):

  • -- інтенсивність (амплітуда);
  • -- частота і форма, що відбиваються в таких звукових відчуваннях, як гучність і тембр.

Вплив звукових сигналів на звуковий аналізатор визначається рівнем звукового тиску (Па). Інтенсивність (сила) звуку (Вт/м2) визначається щільністю потоку звукової енергії (щільність потужності).

Для характеристики величин, що визначають сприйняття звуку, суттєвим є не стільки абсолютні значення інтенсивності звуку і звукового тиску, скільки їх відношення до порогових значень (/0 = 10~12 Вт/м2 чи Ро = 2 * 10~5 Па). Як відносні одиниці вимірювання (відносно порогових значень, з яких починаються відчуття звукового тиску в людському аналізаторі) використовуються децибели (дБ). де 11 Р -- відповідно інтенсивність і рівень звукового тиску;

/„ і Ро -- їх порогові значення.

Інтенсивність звуку зменшується обернено пропорційно до квадрата відстані; при подвоєнні відстані зменшується на 6 дБ. Абсолютний поріг чутності звуку (прийнято) 2 * 1(Г5 Па (10~12 Вт/м2), що відповідає рівню 0 дБ.

Використання шкали децибел є зручним, бо майже весь діапазон звуків, які чує людина, укладається менш ніж у 140 дБ.

Гучність -- характеристика слухового відчування найбільш тісно пов'язана з інтенсивністю звуку. Рівень голосності виражається у фонах; фон чисельно дорівнює рівню звукового тиску в дБ для чистого тону частотою 1000 Гц. З характеристикою гучності тісно пов'язана характеристика подразнюючої дії звуку. Відчуття неприємності звуків збільшується з підвищенням їх гучності і частоти. Мінімальний рівень певного звуку, який потрібен для того, щоб викликати слухове відчування у відсутності шуму, зветься абсолютним порогом чутності. Значення його залежить від тону звуку (частота, тривалість, форма сигналу), методу його пред'явлення і суб'єктивних особливостей слухового аналізатора оператора. Абсолютний поріг чутності має тенденцію з віком зменшуватися. Слуховий аналізатор здатен фіксувати навіть незначні зміни частоти вхідного звукового сигналу, тобто володіє вибірністю, яка залежить від рівня звукового тиску, частоти і тривалості звукового сигналу. Мінімально помітні розрізнення складають 2...З Гц і мають місце на частотах, не менших за 10 Гц, для частот, більших за 10 Гц, мінімально помітні розрізнення складають близько 0,3 % частоти звукового сигналу. Вибірність підвищується на рівнях гучності ЗО дБ і більше та тривалості звучання, що перевищує 0,1 с. Мінімально помітні розрізнення частоти звукового сигналу суттєво зменшуються під час його періодичного повторення. Оптимальними важають сигнали, що повторюються з частотою 2...З Гц. Чутність, а звідси і виявленість звукового сигналу, залежить від тривалості його звучання. Так, для виявлення звуковий сигнал повинен тривати не менше 0,1 с.

В управлінні використовуються мовні сигнали для передач інформації чи команд управління від оператора до оператора. Важливою умовою сприйняття мови є розрізнення тривалості й інтенсивності окремих звуків та їх комбінацій. Середній час тривалості мовлення голосного звука дорівнює десь 0,36 с, приголосного 0,02...0,03 с. Відчування і розуміння мовних повідомлень суттєво залежить від темпу їх передачі, наявності інтервалів між словами і фразами. Оптимальним вважається темп 120 слів/хв, інтенсивність шумів сигналів повинна перевищувати інтенсивність шумів на 6,5 дБ. Розпізнання мовних сигналів залежить від довжини слова. Так, односкладні слова розпізнаються в 13 % випадків, шестискладні -- в 41 %. Це пояснюється наявністю у складних словах великої кількості визначальних ознак.

Характеристики шкірного аналізатора

Шкірний аналізатор забезпечує відчуття доторкання (слабкого тиску), болю, тепла і вібрації. Для кожного з цих відчуттів (крім вібрації) у шкірі людини існують специфічні рецептори, або їх роль виконують вільні нервові закінчення. Кожна мікро-ділянка шкіри має найбільшу чутливість до тих подразників (сигналів), для яких на цій ділянці найбільше сконцентровано відповідних рецепторів -- больових, температурних і тактильних. Так, щільність розміщення складає: на тильній частині кисті -- 188 больових, 14 -- відчутних, 7 -- холодових і 0,5 теплових на 1 см2 поверхні; на грудній клітці відповідно -- 196, 29,9 і 0,3. Вплив у цих точках є не специфічним, але достатньо сильним подразником та незалежно від його характеру спричиняє специфічне відчуття, яке зумовлене типом рецептора. Наприклад, інтенсивний тепловий промінь, який потрапляє в точку болю, спричиняє це больове відчуття.

Відчуття дотику. Це відчуття, яке виникає під час дії на поверхню шкіри будь-яких механічних стимулів (доторкання, тиск), що спричиняють деформацію шкіри. Відчуття виникає тільки на момент деформації. Абсолютний поріг тактильного відчуття визначається за тим мінімальним тиском речі на поверхню шкіри, яке робить ледве помітним відчуття дотику. Найвище розвинена чутливість на дистальних частинах тіла. Приблизні пороги відчуття: для кінчика пальця руки -- 3 г/мм2; на тильному боці пальця -- 5 г/мм2; на тильному боці кисті -- 12 г/мм2; на животі -- 26 г/мм2; на п'ятці -- 250 г/мм2. Поріг розрізнення в середньому дорівнює приблизно 0,07 вихідної величини тиску.

Вібраційне відчуття. Вібраційне відчуття зумовлено тими самими рецепторами, що й тактильне, тому топографія розподілу вібраційного відчуття на поверхні тіла аналогічна з тактильним відчуттям.

Діапазон відчуття вібрації є високий: 5...20 000 Гц, найбільш високе відчуття до частот 200...250 Гц. їх підвищення чи зменшення призводять до зниження вібраційного відчуття. В цьому випадку амплітуда вібрації мінімальна і дорівнює 1 мкм. Пороги вібраційного відчуття різні для різних ділянок тіла. Найбільшу чутливість мають дистальні ділянки тіла людини, як найбільш віддалені від його медіальної площини (наприклад, кисті рук).

Чутливість шкіри до болю. Цей вид чутливості зумовлений впливом на поверхню шкіри механічних, теплових, хімічних, електричних та інших подразників. В епітеліальному шарі шкіри містяться вільні нервові закінчення, що представляють спеціалізовані нервові рецептори, дія яких проявляється в тому, що найменша щільність больових рецепторів припадає на ті ділянки шкіри, які найбільш багаті на тактильні рецептори, і навпаки.

Біологічний смисл болю полягає в тому, що він є сигналом небезпеки, мобілізує організм на боротьбу за самозахист. Під впливом больового сигналу перебудовується робота всіх систем організму і підвищується його реактивність.

Больовий поріг під час механічного тиску на шкіру вимірюється в одиницях тиску і залежить від місця вимірювань. Наприклад, поріг больової чутливості шкіри живота складає 15...20 г/мм2, кінчиків пальців -- 300 г/мм2.

Температурна чутливість властива організмам, які мають постійну температуру тіла, що забезпечується терморегуляцією. Температура шкіри десь нижча від температури тіла і різна для окремих ділянок: на лобі -- 34...35 °С, на обличчі -- 20...25 °С, животі -- 34 °С, ногах -- 25...27 °С. Середня температура вільних від одягу ділянок шкіри ЗО...З2 °С. Шкіра має два види рецепторів. Деякі реагують лише на холод, а інші -- тільки на тепло.

Кінестетичний аналізатор

Кінестетичний аналізатор забезпечує відчуття положення і руху тіла та його частин. Людина має три види рецепторів, які сприймають:

  • а) розтягнення м'язів під час їх розслаблення -- «м'язові веретена»;
  • б) скорочення м'язів -- сухожильні органи Гольджі;
  • в) положення суглобів (що зумовлюють так зване «суглобне почуття»). Передбачається, що їхні функції виконують глибинні рецептори тиску.

Можливості рухового апарата мають певну значущість під час конструювання захисних пристроїв, органів управління тощо.

Нюховий аналізатор

Нюховий аналізатор призначений для сприйняття людиною будь-яких запахів (їх діапазон охоплює близько 400 найменувань). Рецептори розташовані на ділянці площею близько 2,5 см2 слизової оболонки в носовій порожнині.

Умовами сприйняття запахів є летючість пахучої речовини (виділення ЇЇ молекул у вільному вигляді); розчинність речовин в жирах; рух повітря, що містить молекули пахучої речовини у сфері нюхового аналізатора.

Смаковий аналізатор

У фізіології та психології поширена чотирикомпонентна теорія смаку, згідно з якою існують чотири види елементарних смакових відчуттів: солодкого, кислого, гіркого і солоного. Всі інші відчуття становлять їх комбінації. Абсолютні пороги смакового аналізатора виражаються величиною концентрації розчину і вони приблизно в 10 000 разів вище за нюховий.

Відновлення смакового сприйняття після впливу будь-яких подразників закінчується через 10...15 хвилин.

Мікроклімат і його вплив на людину

Метеорологічні умови визначаються такими параметрами:

  • 1) температурою повітря, t (С);
  • 2) відносною вологістю, ф ( %);
  • 3) швидкістю повітря, v (м/с).

Крім цих параметрів, що є основними, не слід забувати і про атмосферний тиск (Р, Па), який впливає не тільки на парціальний тиск основних компонентів повітря (кисень та азот), а й на процес дихання.

Життєдіяльність людини проходить в умовах достатньо широкого діапазону тиску 734--1276 гПа. Однак тут треба пам'ятати, що для здоров'я людини є небезпечною швидка зміна тиску, а не сама величина цього тиску. Наприклад, швидке зниження тиску лише на декілька гектопаскалей щодо нормальної величини 1013 гПа спричиняє хворобливі відчуття.

Необхідність урахування основних параметрів метеорологічних умов диктується наслідками в змінах стану людини. Особливо переконливо це можна пояснити під час розглядання теплового балансу між організмом людини і навколишнім середовищем.

Величина тепловиділення (Q) організмом людини залежить від ступеня фізичного напруження у певних метеорологічних умовах і складає від 85 (у стані спокою) до 500 Дж/с (тяжка робота).

Людина постійно перебуває в процесі теплової взаємодії з навколишнім середовищем. Для того, щоб фізіологічні процеси проходили нормально, теплота, що виділяє організм, повинна віддаватись в навколишнє середовище. Співвідношення між кількістю цієї теплоти йохолоджувальною здатністю середовища характеризує умови як комфортні. В умовах комфорту у людини не виникає турбот щодо її температурних відчуттів охолодження чи перегрівання.

Віддача теплоти організмом людини в навколишнє середовище відбувається через теплопровідність крізь одяг (QT), конвекцією тіла (QK), випромінюванням на навколишні поверхні (QB), випаровуванням вологи з поверхні шкіри (QBHn). Частина теплоти витрачається на нагрівання повітря, яким дихає людина (Qr).

Кількість теплоти, яка віддається організмом людини будь-якими шляхами, залежить від того чи іншого параметра мікроклімату. Так, тепловіддача конвекцією залежить від температури навколишнього повітря і швидкості його переміщення. Випромінювання теплоти відбувається у напрямі поверхонь, що оточують людину, мають нижчу температуру поверхні одягу (27--31 °С) і відкритих частин тіла людини (близько 33,4 °С). Під час впливу високих температур навколишньої поверхні (ЗО--35 °С) тепловіддача випромінюванням повністю відсутня, а під час впливу більш високих температур теплообіг йде у зворотному напрямі -- від поверхні до людини. Віддача теплоти за рахунок випаровування залежить від відносної вологості і швидкості переміщення повітря. У стані спокою, коли температура навколишнього середовища 18°С, частка QK складає близько ЗО % всієї теплоти, яка віддається людиною, QBOT = 20 % і Qn = 5 %.

Під час зміни температури повітря, швидкості його руху і вологості, наявності близько людини нагрітої поверхні, в умовах її фізичної праці тощо -- це співвідношення змінюється.

Нормальне теплове самопочуття (комфортні умови), відповідно до конкретних видів роботи, забезпечується при дотриманні теплового балансу: Q = QT + QK + QBHn + Qn, тому температура внутрішніх органів людини залишається постійною (близько 36,6°С). Ця здатність людського організму до утримання постійної температури під час зміни параметрів мікроклімату та під час виконання роботи будь-якої важкості називається терморегуляцією.

Висока температура впливає на людину і сприяє розширенню судин кровообігу. Відповідно має місце підвищений приплив крові до поверхні тіла, і тепловіддача в навколишнє середовище значно підвищується. Однак, коли температура навколишнього середовища і поверхні досягає ЗО--35°С, віддача теплоти конвекцією і випромінюванням в основному припиняється. Більш висока температура повітря сприяє тому, що більша частина теплоти віддається через випаровування її з поверхні шкіри. В таких умовах організм губить відповідну кількість вологи, а разом з нею і солі, які відіграють важливу роль в життєдіяльності організму.

В умовах зниження температури повітря реакція людського організму на ці зміни інша -- судини кровообігу шкіри звужуються, приплив крові до поверхні тіла зменшується, і віддача теплоти конвекцією і випромінюванням зменшується. Таким чином, для теплового самопочуття людини важливим є певне сполучення температури, відносної вологості і швидкості руху повітря.

Вологість повітря значною мірою впливає на терморегулювання організму. Підвищена вологість (<р > 85 %) ускладнює терморегулювання через зниження випару поту, а досить низька вологість (ф < 20 %) спричиняє сухоту слизових оболонок шляхів дихання. Оптимальні величини відносної вологості складають 40--60 % .

Рух повітря в приміщеннях є важливим чинником, який впливає на теплове самопочуття людини. В умовах спекоти рух повітря сприяє підвищенню віддачі теплоти організмом і поліпшує його стан, але в холодну пору року цей вплив не є сприятливим.

Мінімальна швидкість руху повітря, яку відчуває людина, складає 0,2 м/с. Взимку швидкість руху повітря не повинна перевищувати 0,2--0,5 м/с, а влітку 0,2--1,0 м/с.

Швидкість повітря також впливає на розподіл шкідливих речовин у приміщенні. Повітряні потоки можуть розповсюджувати їх по всьому об'єму приміщення, переводити пил з осілого у зважений стан.

Під впливом високої температури повітря, інтенсивного теплового випромінювання виникає загроза перегрівання організму людини, яке характеризується підвищенням температури тіла, рясним потовиділенням, прискореним пульсом і диханням, різкою слабкістю, запамороченням, а в тяжких випадках -- появою судом і виникненням теплового удару.

Небезпечні речовини

До небезпечних речовин у першу чергу належать хімічні речовини, яких у виробництві знаходиться понад 50 тисяч сполук. Більшість цих речовин синтезовано людиною і не зустрічається в природі.

Потенційна небезпека шкідливого впливу хімічних речовин на живі істоти є метою вивчення хіміко-біологічної науки -- токсикології. Токсикологія вивчає вплив хімічних речовин, діагностику, профілактику і лікування отруєнь. Небезпечна речовина -- хімічний елемент чи сполука, що спричиняє захворювання організму, є центральним поняттям токсикології. Сфера токсикології, що вивчає дію на людину небезпечних речовин, зустрічається у виробничих умовах і зветься промисловою токсикологією.

У виробництві небезпечні речовини перебувають у газоподібному, рідинному і твердому станах. Вони здатні потрапляти в організм через органи дихання, травний тракт чи шкіру. Шкідливий вплив хімічних речовин визначається як властивістю самої речовини (хімічна структура, фізико-хімічні властивості, кількість -- доза чи концентрація -- небезпечних речовин), так і особливістю організму людини (особиста чутливість до хімічної речовини, загальний стан здоров'я, вік, умови праці).

За токсичним (небезпечним) ефектом впливу на організм людини хімічні речовини поділяють на загальнотоксичні, подразнюючі, сенсибілізуючі, канцерогенні, мутагенні, що впливають на репродуктивну функцію.

Загальнотоксичні хімічні речовини (вуглеводи, спирт, анілін, синильна кислота та її солі, солі ртуті, оксид вуглецю та ін.) спричиняють подразнення нервової системи, м'язові судороги, порушують структуру ферментів, впливають на кровотворні органи, взаємодіють з гемоглобіном.

Подразнюючі речовини (хлор, аміак, діоксид сірки, тумани кислот, оксиди азоту та ін.) впливають на слизову оболонку, верхні і глибокі шляхи дихання.

Сенсибілізуючі речовини (органічні азобарвники, димети-ламіноазбенол та ін. антибіотики) підвищують чутливість організму до хімічних речовин, а у виробничих умовах призводять до алергічних захворювань.

Канцерогенні речовини (бенз(а)пірен, азбест, ароматичні аміни та ін.) спричиняють розвиток усіх видів ракових пухлин. Цей процес може бути віддалений від часу дії речовини на роки і навіть на десятиліття.

Мутагенні речовини (етиленамін, хлоровані вуглеводи, сполуки свинцю, ртуті та ін.) впливають на нестатеві клітини, що входять до складу всіх органів і тканин людини. Під час дії на статеві клітини мутагенний вплив дається взнаки на подальших поколіннях, іноді навіть в дуже віддалений термін.

Хімічні речовини, що впливають на репродуктивну функцію людини (борна кислота, аміак та ін. речовини у великих кількостях), зумовлюють виникнення природжених вад розвитку і відхилень від нормальної структури у наступного покоління, впливають на розвиток плоду і післяродовий розвиток та здоров'я нащадків.

Біологічний вплив хімічних речовин на організм людини змінює його гомеостаз (відносну сталість складу і властивостей внутрішнього середовища і стійкість основних фізіологічних функцій організму), тобто здатність організму до авторегуляції під час змін навколишнього середовища. Авторегуляцію біологічної системи слід розглядати як регуляцію динамічного стану відкритої системи, що схильна до біологічного ритму. Характеристикою гомеостазу є не тільки динамічна сталість біологічного об'єму, а й стійкість його основних біологічних функцій.

Відповідно до ГОСТу 12.1.007--76 «ССБТ. Вредньїе веще-ства. Классификация и общие требования безопасности» за ступенем впливу на організм небезпечні речовини поділені на чотири класи небезпеки:

  • 1) надзвичайно небезпечні;
  • 2) високонебезпечні;
  • 3) помірнонебезпечні;
  • 4) малонебезпечні.

Небезпечні вібрації та акустичні коливання

Особливості впливу виробничої вібрації, характер, глибина і спрямованість фізіологічних змін різних систем організму залежать від рівня, частотного складу коливань і фізіологічних властивостей тіла людини. Важливого значення надають функціональному станові присінково-завиткового органа, рухового, шкірного та інших аналізаторів.

Локальна вібрація малої інтенсивності може сприятливо впливати на окремі тканини й організм у цілому, поновлюючи трофічні зміни, поліпшуючи кровообіг у тканинах (віброма-саж) і прискорюючи загоєння ран тощо. За збільшення інтенсивності коливань і тривалості дії вібрації в організмі можуть виникати стійкі патологічні зміни, що призводять у деяких випадках до розвитку професійного захворювання -- вібраційної хвороби.

Вібраційна хвороба є однією з основних форм хронічних професійних захворювань; найбільш розповсюджена серед висококваліфікованих робітників з великим стажем роботи.

Відрізняють вібраційну хворобу від впливу локальної і загальної вібрації. В етіопатогенезі захворювань основна роль належить параметрам локальної вібрації, яка виникає при використанні ручних машин, що не відповідають вимогам санітарних норм. Суттєве значення мають також розвинена спеціалізація праці, яка веде до збільшення тривалості впливу вібрації на організм, індивідуальна чутливість організму, наявність супровідних несприятливих виробничих чинників -- шуму, місцевого або загального охолодження, статичної напруженості. Найбільш потенційно небезпечною щодо патології є вібрація з частотою 16--250 Гц. У суб'єктивному сприйнятті вібрації важливе значення надають біомеханічним властивостям тіла людини. Слід враховувати фізичну дію на шкірні рецептори у місці контакту (мікротравматизація тканин), розповсюдження коливань у тканинах, характер м'язової діяльності, реакцію органів і тканин на вібрацію, яка залежить від типу і кількості подразнюваних рецепторів, а також подразнення механорецепторів, що спричиняють нервово-рефлекторні і суб'єктивні реакції.

За збільшення частоти коливань відбувається ослаблення передачі вібрації тілу людини. Однак при дії резонансних для організму частот (2--9 Гц) спостерігається не ослаблення, а збільшення віброшвидкості.

Патогенез вібраційної хвороби зумовлений рефлекторною дією локальної і загальної вібрації на тканини й органи та закладені в них численні екстеро- й інтерорецептори, а також змінами функціонального стану різних відділів центральної нервової системи, вищих вегетативних центрів, зокрема таламуса і гіпоталамуса. Поряд з рефлекторними впливами відбувається функціональне блокування структур головного мозку внаслідок поширення патологічного процесу на спинномозкові утворення симпатичної частини вегетативної нервової системи на рівні шийного і верхньогрудного відділів. Не виключено, що подібне порушення взаємодії периферії і центрів призводить до стійких клінічних проявів (Є. А. Дрогічина).

Низькочастотна вібрація, яка є адекватним подразником присінково-завиткового органа, призводить до виникнення вестибулосоматичних реакцій (відхилення тіла, ністагм, промазування тощо). Крім того, вібрація справляє мікротравмую-чу дію на периферичну нервову систему, зумовлює порушення трофіки м'язової і кісткової тканини. Високочастотна вібрація спричиняє складні реакції в рецепторах майже всіх тканин і периферичних нервів. При рефлекторній дії вібрації порушується вегетосудинна регуляція, що пов'язана зі станом спинномозкових гангліїв і вегетативних центрів, розташованих як у бічних рогах спинного мозку, так і на більш високих рівнях. Ці порушення зумовлені виникненням у гангліїв і ве-гетосудинних утвореннях спинного мозку стану парабіозу.

Вібраційна хвороба довгий час може не виявлятися, повільно прогресувати. Хворі упродовж цього періоду зберігають працездатність.

Шум як стрес-чинник є загальнобіологічним подразником, негативно впливає на всі органи і системи організму. В разі тривалого систематичного впливу шуму може виникнути патологія з переважним ураженням слуху, центральної нервової і серцево-судинної систем. В основі змін лежить складний механізм нервово-рефлекторних і нейрогуморальних порушень, які можуть призвести до порушення регуляторних процесів з боку ЦНС.

Вплив шуму на організм умовно поділяють на специфічний, що спричиняє зміни в органі слуху, і неспецифічний -- з боку інших органів і систем. Шум є однією з найбільш частих причин зниження слуху нейросенсорного характеру, приглухуватості. Приглухуватість -- досить розповсюджений вид патології.

Шум як звуковий подразник впливає не тільки на слуховий аналізатор, а й на інші органи, зокрема присінково-завит-ковий. Це зумовлено тим, що потік акустичної енергії великої інтенсивності спричиняє коливання рідини не тільки у завитку, а й у присінку і півколових каналах.

Тривалий шум через провідні шляхи слухового аналізатора впливає на різні відділи головного мозку, порушуючи при цьому процеси вищої нервової діяльності людини. Спостерігаються зміни функціонального стану нервової системи у вигляді астенічних реакцій і астеновегетативного синдрому з характерними скаргами на головний біль, швидку стомлюваність, подразливість, порушення сну, загальне нездужання, зниження працездатності тощо.

У працівників з малим стажем роботи зміни з боку нервової системи у вигляді вегетосудйнних порушень з невротичними реакціями відбуваються раніше, ніж у слуховому аналізаторі. З'являється головний біль, апатія, підвищується стомлюваність, подразливість. У робітників зі стажем роботи 10 років і більше зміни зростають, виявляються стійкі ознаки астеновегетативного синдрому з вегетосудинною дисфункцією за гіпертонічним, гіпотонічним і кардіальним типом. Подекуди змінюються психомоторна працездатність, емоційна сфера і розумова діяльність робітника. Спостерігається сповільнення швидкості психічних реакцій, ослаблення пам'яті, знижується темп розумової праці, її якість і продуктивність. Порушується концентрація уваги, точність і координація рухів. Зазнають змін секреторна і моторна функції травного каналу, порушується обмін речовин (основний, білковий, вуглеводний, жировий, електролітний тощо).

Характерною є зміна функціонального стану серцево-судинної системи (артеріальна гіпертензія, рідше гіпотензія, підвищення тонусу периферичних судин, іноді зміни ЕКГ тощо). Ступінь виразності гіпертензивної дії шуму і порушень гемо-динаміки залежить від його інтенсивності, тривалості, спектpa, а також індивідуальних особливостей людини і деяких супутніх чинників виробничого середовища.

Вплив електромагнітних випромінювань

Спектр електромагнітного випромінювання природничого і техногенного походження, що впливає на людину як в умовах побуту, так і у виробничих умовах, має діапазон хвиль від тисяч кілометрів (змінний струм) до трильйонної частки міліметра (космічні енергетичні промені). Характер впливу на людину електромагнітного випромінювання в будь-яких діапазонах відрізняється один від одного, у зв'язку з чим значно відрізняються і вимоги до нормування різних діапазонів випромінювання.

Біологічний вплив ЕМП характеризується тепловим впливом і нетепловим ефектом. Під тепловою дією мається на увазі інтегральне підвищення температури тіла чи окремих його частин під час загального чи локального опромінення. Нетеп-ловий ефект пов'язаний з переходом електромагнітної енергії в об'єкті в нетеплову форму енергії (молекулярно резонансне виснаження, фотохімічна реакція та ін.). Чим менша енергія електромагнітного випромінювання, тим вищий тепловий ефект, який вона здійснює.

Вплив ЕМП на організм залежить від таких фізичних параметрів, як довжина хвилі, інтенсивність випромінювання, режим випромінювання -- безперервний та переривчастий, а також від тривалості впливу на організм, комбінованої дії з іншими виробничими чинниками (підвищена температура повітря, наявність рентгенівського випромінювання, шуму тощо), які здатні змінити можливість опору організму на дію ЕМП. Найбільш біологічні активні діапазон СВЧ, менш активні УВЧ, а потім ВЧ.

Біологічна дія лазерного випромінювання залежить від енергії випромінювання, енергії імпульсу, щільності потужності (енергії), часу випромінювання, довжини хвилі, тривалості імпульсу, частоти повторення імпульсів, потоку випромінювання, поверхневої щільності випромінювання, інтенсивності випромінювання.

В умовах дії лазерного випромінювання порушується життєдіяльність як окремих органів, так і організму в цілому. Встановлено, що специфічна дія лазерного випромінювання на біологічні об'єкти відрізняється від дії інших небезпечних виробничих і хімічних чинників. Під час впливу лазерного випромінювання на суцільну біологічну структуру (наприклад, на організм людини) розрізняють три стадії: фізичну, фізи-ко-хімічну і хімічну.

Лазерне випромінювання -- небезпека головним чином для тканин, які безпосередньо поглинають випромінювання, тому з позицій потенціальної небезпеки і можливого захисту від лазерного випромінювання розглядають в основному очі і шкіру.

Небезпечні чинники пожеж і вибухів

Горіння -- це швидка хімічна реакція окислення горючої речовини киснем повітря або іншим окислювачем, під час якої виділяється тепло і світло. При повному згорянні вуглецю, що становить більшу частину палива, утворюється вуглекислий газ. Якщо кисню не вистачає, крім вуглекислого газу утворюватиметься окис вуглецю, який ще може горіти. Для горіння потрібно, щоб швидкість його забезпечувала перевищення кількості тепла, яке виділяється, у порівнянні з теплом, що розсіюється в навколишньому просторі, і температура в зоні горіння була достатньою для підготовки горючої речовини до займання дедалі нових її частин. Для займання горючої рідини вона повинна мати таку температуру, щоб концентрація її парів у повітрі над її поверхнею була достатньою. Деревина або кам'яне вугілля спочатку розкладаються під дією нагрівання з утворенням горючих газів.

Запалювання -- це стійке загоряння горючої речовини (парів і газів над ними) від місцевого нагрівання. Запалювання може спричинитися дотиком полум'я або розпеченого предмета.

Спалах -- швидке згоряння суміші парів горючої речовини з повітрям або киснем. Виникає він внаслідок зіткнення суміші з полум'ям, електричною іскрою або нагрітим предметом. Найменша температура, за якої пари утворюють з повітрям займисту суміш, називається температурою спалаху. За високої температури замість короткочасного спалаху може зайнятися горюча речовина.

Вибух -- дуже швидке перетворення речовини (вибухове горіння), що супроводиться виділенням великої кількості енергії й утворенням великої кількості газів, які своїм тиском можуть спричинити руйнування. Гарячі газоподібні продукти вибуху, стикаючись із повітрям, часто займаються, що може призвести і до пожежі. Найменшу і найбільшу концентрацію горючих парів, газів або пилу в повітрі, що утворюють вибухову суміш, називають відповідно нижньою і верхньою межами вибуховості. За більшої, ніж верхня межа вибуховості, концентрації парів вибух не виникне через нестачу кисню.

Як приклад наводимо нижню і верхню межі вибуховості деяких газів і парів (у % об'єму повітря), а також нижні межі вибуховості пилу в повітрі (г/м3):

бензин 1,2--7,0

ацетилен 2,3--81

спирт етиловий 3,3--20

водень 4,1--74,5

сірководень 4,3--45,6

метан 4,9--15,4

аміак 15,5 -- 27

пил кормового брикету, сухе молоко 7,6

борошно пшеничне, крохмаль 10,3

цукор (пудра) 17,2

висівки пшеничні, млиновий сірий пил 17,6

пил макухи або сіна 20,2

пил фуражного жита або бурякового жому 27,7

Самозапалювання виникає від зовнішнього нагрівання речовини до певної температури без безпосереднього зіткнення з полум'ям. Температура самозапалювання -- важливий параметр, що визначає пожежонебезпечні властивості речовини. Для деревини вона становить 270 °С.

Самозаймання твердих речовин може статися від нагрівання їх під впливом фізичних, хімічних та біологічних процесів, що відбуваються в самій горючій речовині.

Причини пожеж найчастіше такі: 1) порушення правил побудови або експлуатації опалювальних печей; 2) необережне поводження з вогнем на виробництві або в побуті; 3) неправильне влаштування або порушення правил використання гасових освітлювальних чи нагрівальних приладів; 4) розряди блискавки або статичної електрики; 5) несправність машин і виробничого устаткування, недодержання правил їхньої експлуатації (іскри від двигунів внутрішнього згоряння, короткі замикання або замикання на землю в електроустановках, надмірне перевантаження проводів, перегрівання та іскріння у місцях поганих контактів, вибухи парових котлів); 6) самозаймання продуктів або палива. Слід підкреслити, що для виникнення пожежі іноді досить потужності 60 Вт, тобто струму близько 0,3 А за напруги в мережі 220 В.

Заходи пожежної профілактики поділяються на організаційні (створення добровільних пожежних дружин або пожежно-сторожової охорони, масова роз'яснювальна робота серед населення) та технічні. До технічних заходів належать: 1) застосування особливих конструкцій електроустаткування у пожежо- або вибухонебезпечних приміщеннях; 2) заборона користуватися несправними печами, машинами, електроприладами, а також відкритим вогнем у місцях зберігання або використання легкозаймистих рідин; 3) влаштування блискавковідводів; 4) заходи, які обмежують поширення пожежі, що вже виникла (вогнетривке будівництво, додержання протипожежних розривів між будинками); 5) заходи, що дають можливість успішно евакуювати людей, тварин і господарські цінності з палаючих будівель (влаштування потрібної кількості дверей, коридорів певної ширини, заборона захаращування їх); 6) заходи, що полегшують гасіння пожеж (влаштування пожежних драбин, спостережних вишок, водоймищ, під'їздів до них і до будинків, пожежного зв'язку та сигналізації).

Негативні дії електричного струму

Негативні дії електричного струму відбуваються під час дії електричного струму (включення людини в електричну мережу). Існує чотири особливості:

перша -- відсутність зовнішніх ознак загрозливої небезпеки ураження електричним струмом. Людина не може побачити, почути, відчути чи якось інакше завчасно виявити можливість ураження;

друга -- тяжкість електротравм. Втрата працездатності від електротравм, як правило, буває довгою, з можливим летальним наслідком;

третя особливість полягає в тому, що струми промислової частоти величиною 10...25 мА можуть викликати інтенсивні судороги м'язів, внаслідок чого відбувається так зване «приковування» до струмопровідних частин. Людина в цьому випадку не може самостійно звільнитися від дії електричного струму;

четверта особливість визначається можливістю подальшого механічного травмування. Наприклад, людина працювала на висоті, була уражена електрострумом, знепритомніла і впала.

Особливості дії на живу тканину

Дія електричного струму на живу тканину має своєрідний та різносторонній характер. Проходячи через тіло людини, електричний струм чинить термічну, електролітичну і механічну (динамічну) та біологічну дію.

Термічна дія струму виявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагріванні до високої температури кровоносних судин, нервів, серця, мозку та інших органів, які перебувають на шляху струму, що спричиняє в них суттєві розлади.

Електролітична дія струму виявляється в розкладанні органічної рідини, у тому числі крові, що супроводжується значними змінами її складу, а також тканини в цілому.

Механічна (динамічна) дія струму виявляється в розшаруванні, розриві та інших подібних пошкодженнях різних тканин організму, в тому числі м'язової тканини, стінок кровоносних судин та судин легеневої тканини тощо внаслідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари від перегрітої струмом тканинної рідини та крові.

Біологічна дія струму є специфічним процесом, що проявляється в подразненні та збудженні живих тканин організму, а також в порушенні внутрішніх біоелектричних процесів, які протікають в нормально діючому організмі та найтісніше пов'язані з його життєвими функціями.

Вказана багатогранність дій електричного струму на організм людини нерідко призводить до різних електротравм, які умовно можна звести до двох видів: місцевих електротравм, коли виникає місцеве пошкодження організму, та до загальних електротравм, так званих електричних ударів, коли уражається (або створюється загроза ураження) весь організм внаслідок порушення нормальної діяльності життєво важливих органів та систем.

Місцеві електротравми

Місцева електротравма -- яскраво виражене місцеве порушення цілісності тканин тіла, в тому числі кісткових тканин, спричинене дією електричного струму або електричної дуги. Найчастіше це поверхневі пошкодження, тобто ураження шкіри, а іноді й інших м'яких тканин, а також зв'язок і кісток. Небезпека місцевих електротравм і складність їх лікування залежать від місця, характеру та ступеня пошкодження тканин, а також від реакції організму на це пошкодження. Як правило, місцеві травми виліковуються, і працездатність потерпілого відновлюється повністю або частково.

Характерні місцеві електротравми -- електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри, механічні пошкодження і електроофтальмія.

Електричний опік -- це пошкодження поверхні тіла чи внутрішніх органів під дією електричної дуги або великих струмів, що проходять через тіло людини. Опіки бувають двох видів: струмовий (або контактний) і дуговий.

Струмовий опік зумовлений проходженням струму безпосередньо через тіло людини внаслідок дотику до струмопрові-дної частини. Струмовий опік -- наслідок перетворення електричної енергії в теплову. Як правило, це опік шкіри, оскільки шкіра людини має у багато разів більший електричний опір, ніж інші тканини тіла. Струмові опіки виникають під час роботи в електроустановках порівняно невеликої напруги (до 2 кВ) й є в більшості випадків опіками І або II ступеня; до речі, іноді виникають і тяжкі опіки. За більш високих напруг між струмопровідною частиною і тілом людини або між стру-мо-провідними частинами виникає електрична дуга, яка спричиняє появу опіку іншого виду -- дугового.

Дуговий опік трапляється в електроустановках різних напруг. При цьому в установках до 6 кВ опіки є наслідком випадкових коротких замикань, наприклад під час роботи під напругою на щитах і збірках до 1000 В, вимірах електровимірювальними кліщами в установках понад 1000 В (до 6 кВ) тощо. В установках більш високих напруг дуга виникає в разі випадкового наближення людини до струмопровідних частин, які перебувають під напругою, на відстань, за якої відбувається пробій повітряного проміжку між ними, у випадку пошкодження ізолювальних захисних засобів, якими користується людина, у разі помилкових операцій з комутаційними апаратами тощо. В усіх цих випадках виникає потужна дуга, що має високу температуру (понад 350 °С) і велику енергію. В цих; випадках ураження мають тяжкий характер і закінчуються, як правило, смертю потерпілого, причому тяжкість ураження збільшується зі збільшенням напруги електроустановки.

Електричні знаки (знаки струму або електричні мітки) -- це різко окреслені плями сірого або блідо-жовтого кольору на поверхні шкіри людини. Як правило, вони мають круглу або овальну форму і розміри від 1 до 5 мм з заглибленням у центрі. Уражена ділянка шкіри твердне подібно до мозолю. Звичайно електричні знаки безболісні, їх лікування закінчується благополучно.

Металізація шкіри -- проникнення в шкіру частинок металу внаслідок такого розбризкування і випаровування під дією

струму (наприклад, під час горіння електричної дуги). Пошкоджена ділянка шкіри стає жорсткою і шорсткою, колір її визначається кольором сполук металу, який проникає в шкіру. Потерпілий відчуває на ураженій ділянці біль від опіків під дією теплоти занесеного в шкіру металу, а також напруження шкіри від присутності в ній стороннього тіла.

Механічні пошкодження виникають як результат різких мимовільних скорочень м'язів під дією струму, що проходить через тіло людини. Механічні пошкодження відбуваються в основному в установках до 1000 В у разі тривалого перебування людини під напругою. При цьому можуть мати місце розриви сухожилля, шкіри, кровоносних судин та нервової тканини, у практиці бувають випадки вивихів суглобів і навіть переломи кісток.

Електроофтальмія -- запалення зовнішніх оболонок очей, що виникає під дією потужного потоку ультрафіолетових променів.

Таке опромінення можливе під час утворення електричної дуги (коротке замикання), яка, крім видимого світла, інтенсивно випромінює ультрафіолетові та інфрачервоні промені. Електроофтальмія виявляється через 2...5 год після опромінення. В цьому разі спостерігається почервоніння та запалення слизових оболонок повік, сльозовитікання, гнійне виділення з очей, спазми повік і часткове осліплення. Потерпілий відчуває сильний головний біль і різкий біль в очах, який підсилюється на світлі, у потерпілого виникає світлобоязнь. У тяжких випадках запалюється рогова оболонка ока і порушується її прозорість, розширюються судини рогової та слизової оболонок, звужується зіниця. Хвороба триває, як правило, декілька днів.

Електричний удар -- збудження живих тканин організму електричним струмом, який проходить через них і супроводжується мимовільним судорожним скороченнями м'язів. Негативний вплив таких явищ на організм людини може бути різним і його умовно можна поділити на п'ять ступенів:

I -- судорожне, ледве відчутне скорочення м'язів;

II -- судорожне скорочення м'язів, що супроводжується сильним болем (без втрати свідомості);

НІ -- судорожне скорочення м'язів із втратою свідомості, при цьому зберігається дихання і робота серця;

IV -- втрата свідомості і порушення серцевої діяльності або дихання;

V -- клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу. Наслідок впливу електричного струму на організм людини залежить від ряду чинників.

ВИСНОВКИ

¦ Людина, існуючи в умовах навколишнього середовища і суспільної праці, стає «об'єктом», потребує захисту від небезпечних наслідків своєї діяльності.

* Необхідність затримання (чи придушення) небезпечних перетворень у середовищі життя і діяльності людини, а також збереження стану для нормального функціонування суспільства є основним завданням БЖ.

¦ Біосфера, яка є місцем знаходження і функціонування людини, -- це система, функцією якої є стійке підтримання життя людини. У цілому біосфера утворює гігантський супер-організм, в якому реалізуються (підтримуються) сталі фізико-хімічні, біологічні та інші властивості внутрішнього середовища.

¦ Наведені матеріали щодо характеристик і властивостей людини дають змогу визначити зміст і напрями її адаптації у середовищах навколишнього суспільства і праці, а також вирішити питання напрямів її захисту і забезпечення необхідних умов існування.

¦ Інформаційні потреби -- це основа формування усіх останніх потреб людини. Частково інформаційне середовище формується під впливом інформаційних потреб, частково інформаційні потреби формуються під впливом спочатку фасціації (сукупності чинників, які діють на емоційний стан людини та її систему цінностей), потім метаінформації (сукупності правил тлумачення, сприйняття, переробки інформації), які є в інформаційному середовищі.

¦ Інформаційне середовище людини є частиною інфосфери Землі. Інфосфера є основою формування ноосфери. Формування інформаційного середовища окремої людини та людства в цілому має керуватися глобальною системою принципів відбору інформації. Виконання цих принципів -- основна умова виживання людства у цілому та окремої людини в процесі взаємодії з навколишнім середовищем.

Терміни та їх визначення

Біота -- сукупність видів рослин, грибів, тварин і мікроор-і ганізмів (флори і фауни) -- біоценозу, а також більш великих таксонів і екосистем.

Біосфера -- якісно своєрідна планетарна оболонка, що містить не тільки організми, а й все середовище їх життя, охоплюючи і перетворчу діяльність їх організмів. Обертання речовини й енергії, які зумовлені процесами між будь-якими функціональними компонентами біосфери, забезпечують існування і цілісність останньої.

Вода -- хімічна сполука водню з киснем у співвідношенні (за вагою) 11,11 % водню, 88,89 % кисню. Найпростішу формулу Н2О має водяна пара (гідроль). Молекула водної рідини складається головним чином з об'єднання двох простих молекул -- (Н2О)2 (дигідроль). Крижина -- сполучення трьох простих молекул (Н2О)3 (тригідроль). Загальна кількість води на планеті оцінюється, за різними даними, в (1,5--2,5) ¦ 1024 т (від 1,5 до 2,5 млрд км3). На 1 га припадає від ЗО до 50 млн т води. Дані про кількість поверхневих вод див. в табл. 3.3.

Таблиця 3.3 Об'єм води на земній кулі

Місце знаходження вод

Об'єм, млн км3

Світовий океан Льодовики Озера та річки Атмосфери

1370 35,3 0,5 0,013

Дані -- це факти, ідеї, відомості у знаковій формі, яка дозволяє робити їх передавання, обробку та інтерпретацію (тлумачення, пояснення, розкриття змісту).

Деградація ландшафту -- це його природниче чи антропогенне спрощення, зниження господарського й естетичного потенціалу аж до перетворення на пустелю.

Знання -- це структурована та вже перероблена людиною інформація, що створює систему.

Інформація -- це зміст, який людина приписує даним.

Інформаційна потреба -- це потреба в усуненні невизначеності ситуації.

Інформаційне середовище -- це джерело інформаційних ресурсів, які можуть впливати на людину, а також приймач нової інформації, що змінює середовище людини.

Інформаційний процес -- це процес перетворення відображення внутрішніх відносин у об'єктах, або перетворення відображення відносин між різними об'єктами.

Інфосфера -- це сукупність усіх інформаційних процесів на Землі.

Перший рівень структури інформаційного середовища (мікросередовище) -- це внутрішнє середовище окремої людини;

другий рівень (зовнішнє середовище людини) -- це середовище на рівні соціальної групи;

третій рівень (макросередовище) -- це середовище на глобальному рівні всього людства.

Ноосфера -- «мисляча оболонка» (за В. І. Вернадським), сфера розуму, найвища стадія розвитку біосфери, пов'язана з виникненням і становленням в ній цивілізованого людства, з періодом, коли розумна людська діяльність є головним, визначним чинником розвитку на Землі.

Контрольні запитання

  • 1. Які властивості має середовище життя і діяльності людини?
  • 2. Які кризові ситуації мають місце в процесі існування людини як об'єкта середовища?
  • 3. Що таке інформація?
  • 4. Що таке інформаційне середовище?
  • 5. Які чинники впливають на формування інформаційних потреб?
  • 6. Що входить в перелік потреб людини?
  • 7. Що таке інформаційна потреба?
  • 8. Які особливості інформаційної потреби?
  • 9. З чого (за змістом) складається класифікація форм трудової діяльності людини?
  • 10. Яким чином реагує організм людини на будь-яке виробниче навантаження?
  • 11. Чим відрізняються інформаційні ресурси від інших ресурсів діяльності людини?
  • 12. Що таке інфосфера?
  • 13. За якими стадіями проходить робочий день працівника?
  • 14. Які антропометричні характеристики людини використовуються при проектуванні технологічних процесів виробництва, влаштуванні робочих місць та ін.?
  • 15. За якими сучасними завданнями розвиваються науки: фізіологія і психологія праці?
  • 16. З яких чинників складається психологія потреби людини «захищеності» від небезпек виробництва?
  • 17. Як здійснюється у людини сприйняття й аналіз інформації щодо стану зовнішнього середовища і внутрішніх систем організму?
  • 18. Яким чином здійснюється зорове сприйняття речей у зоровому аналізаторі людини?
  • 19. Які особливості сприйняття звуків має слуховий аналізатор людини?
  • 20. Які основні характеристики мають кінестетичний, нюховий і смаковий аналізатори людини?
  • 21. Яким чином в організмі людини регулюється теплообмін?
  • 22. Чому виникають глобальні проблеми людства?
  • 23. Як формулюються принципи визначення найважливішої інформації?
  • 24. Як створюється структура інформаційного середовища?
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >