Шум и вибрация как фактор экологического риска.

Влияние вибраций на орг-м ч-ка.

Звуком наз-ся механ-кие колебания внешней среды, к-рые воспр-ся слуховым аппаратом ч-ка. Их ч-та кол-ся от 16-20тыс колеб-й в секунду.

Колебания большой частоты наз-т ультр-ком, а кол-ния меньшей час-ты инфраз-ком.

Шум – это громкие звуки, сливш-ся в нест-е хаотическое звучание.

В природе громкие звуки редки, шум отн-но слаб и не продол-лен. Сочетание звуковых раздр-й даёт человеку и жив-м, время, необходимое для оценки, характеров этих звуков и для формир-я ответной реакции. Звуки и шумы большой мощ-ти негативно на живые орг-мы, создавая шумовое загрязнение. Наоборот, не громкие звуки: шелест листвы, журчанье ручья, шум морского прибоя, пение птиц успокаевает ч-ка, снимает стресс. Т.е. оказывает благ-ное возд-вие на людей. К сожалению, в настоящее время, ос-но в урбаниз-й среде доминир-т звуки антропогенного проис-я, которые загл-т звуки природные.

Уровень шума изменяется в децибелах – единицах, выражающих звуковое давление. Естеств-й прир-й фон составляет 20-30дБ.

Допустимая граница для громких звуков сост-т 80дБ, более мощные звуки у ч-ка вызывают различные нарушения в работе органов и систем органов. Так при шуме более 90дБ у ч-ка пост-но наст-т ослабление слуха (тугоухость), невропсих-й стресс, который выраж-ся либо в угнетении, либо в сильном возбуждении нервной системы, может появ-ся язвенная болезнь, гипертония и др.

При очень высоком шуме более 110 дБ у ч-ка наб-ся звуковое опьянение, т.е. возбуж-ния, возник-щие в рез-те резонанса клеточных структур под действием громких звуков. Очень часто опьянение возникает у людей, слушающих громкую, ритмичную музыку, ещё в давние времена различные жрецы, шаманы с помощью бубенов и др источ-в звука вызывали у своих соплем-в такое состояние.

При шуме на уровне 120-130дБ находится порог болевых ощущений, а затем начин-ся разрушение тканей тела.

При шуме на уровне 135 дБ и более у ч-ка лопаются барабанные перепонки.

Воздействие шума на организм может прояв-ся в виде спец-го поражения органов слуха. Оно вызвано поражением слухового аппарата, в рез-те которого воз-т заболев-я наз-мое кохлеарный неврит: поражение нервных волокон. Отм-ся серьёзное поражение со стороны ЦНС. Они прояв-ся в виде астенического и астеновегет-х синдромов, которые прояв-ся в виде раздраж-сти, ослаблении памяти, апатии, подавления настроения и др изменениях. Могут возникать изменения со ст-ны гипоталамо…

Изучение влияния шума на ССС показ-ло его гипертезивное действие, т.е. под влиянием шума повышается артериальное давление и развивается гипертония. У людей, которые работают в шумных цехах отм-ся нарушения функц-го состояния двигат-го и др анализаторов: наруш-ся точность и координ-ть движений, нарушается концент-я внимания, ухудшается восприятия световых и звуковых сигналов, возникает чувство устал-ти и развив-ся признаки переутомления. У подростков вышеназв-е изменения наступают в значительно более ранние сроки при более низких уровнях шума и меньшей прд-ти его воздей-я. Ос-но негативное влияние на орг-м оказывает высокочастотный непост-й шум. Следует отметить, что в субъективном восприятии шума большую роль играет эмоциональный фактор.

… менее устой-вы к сильному шуму и в условиях звукового дискомфорта у них быстрее возн-т признаки невростинии. Некоторые виды деят-ти человека, н-р, сбор информации, мышление наиболее чувств-ны к шуму. Неблагоприятное воздействие шума зависит и от индивид-го отношения к нему. Н-р, интенсивные звуки, прои-щие самим человеком, небеспокоят его и наоборот небольшой посторонний шум может его раздражать.

Не только мощные звуки, но и полное отсутствие звука неблаг-но влияет на здоровье ч-ка. Наил-е условия для отдыха созд-ся при тихих звуках спокойной природы. Есть ряд примеров, когда человек может спокойно отдыхать при срав-но громких, но хорошо знакомых звуках (в условиях собст-го жилья и наоборот).

Кроме интенс-ти звука экологически значима и его частота. Внезапные резкие звуки переносятся особенно тяжело, если они имеют высокую частоту (от 1 до 4..Гц).

Влияние на ч-ка инфразвуков.

ИФ-звуки – звуки низкой частоты. Эти звуки вызывают значительные нарушения жизнедеят-ти органов, из-за явления резонанса при совпадении частоты внешнего воздействия с частотой собственных колебаний отдельных органов. Част-а колебаний многих органов человека состав-т от 6-12Гц. Альфа ритмы мозга имеют час-ту 7Гц. ИФ-звуки большой мощ-ти могут вызвать нарушения сердечного ритма вплоть до полной остановки сердца.

В природе ИФзвуки отн-нояв-ся сигналами о прибл-ся землятрес-х, изверж-х вулканов, перед штормами и прочими экстрем-ми природными явлениями. Они побуж-т животных к действиям в поисках спасения.

Антроп-ные ИФзвуки созд-т ощущение психол-го дискомфорта и очень часто развив-т чувство страха. Н-р, ист-ми ИФ-в яв-ся тяжёлые верт-ты, самолёты, двиг-ли тяжёлых машин, работающие прессы и др.

Влияние УЗ на человека.

Ультразвуки – механические колебания упр-й среды с частотой более …

С увеличением частоты УЗ колебаний увел-ся их погл-ние средой и уменьшение глубины проник-я тканей орг-ма.

Поглощение УЗ сопров-ся напр-м среды. УЗ нередко сопутс-т шуму и наб-ся при работе реак-х двигателей, газовых турбин,мощных пневмодвигателей и т.д. Механич-й, тер-й, физико-химич-й эффекты УЗ-го воздействия широко исп-ся в пром-ти, технике, биологии, медицине. Н-р, в мед-не широко исп-ся высокочастотные колебания для физиотерапии, для терапии в афтольмологии, гинекологии, а так же в целях диагностики (аппараты УЗИ).

УЗ-ые колеб-я прим-ся в разл-х отр-х пром-ти, в машиностроении, металлургии, в приборостроении, в химической, лёгкой пром-ти и т.д. Н-р, УЗ исп-ся в спец-х приборах – дефектоскопах, т.е. с их помощью ….

В пром-х целях с пом-ю УЗ пров-ся ультрозв-я очиста, которая позв-т промыв-ть и обезжир-ть различные металлич-е детали, оптич-кие стёкла, изделия из керамики, так же УЗ испол-т для обр-ки твёрдых и хрупких материалов, для их резания, сверления, обр-ка драгоц-х камней пров-ся с помощью УЗ.

С пом-ю УЗ-х колебаний проис-т процессы пайки, сварки. УЗ прим-ся для изготовления эмульсий и смешив-ся жидкостей. Так же исп-ся в … прм-ти.

Действие на организм человека.

Низкочастотный УЗ оказывает общее и местное воздействие на ч-ка. Чаще всего мест-го возд-вия УЗ подвер-ны кисти рук. У них часто набл-ся поражения переферич-го, нервного и суставного аппарата в местах контакта. Это вегетативные полиневриты, парэзы пальцев, кистей и предплечья, немартриты.

У работающих на низкочаст-х УЗ-х установках при акт-ти шума и УЗ выше установленных норм могут разв-ся функ-ные изменения центральной и перефер-й нервной системы, ССС, слухового аппарата, вегетат-го аппарата и т.д. Нередко люди жалуются на головные боли, усилив-ся к концу работы, они преим-но локализ-ны в орбит-й и весочной областях. У людей так же набл-ся головокружение, раздр-ть, повышенная утомл-ть, нарушение сна, набл-ся повышение порогов возбуд-ти болевого, слухового, вес-ного и др анализаторов, понижение либо повышение артериального давления, а так же умер-й вегет-й полиневрит рук,реже ног.

При систем-м воздействии УЗ отмеч-ся вестибулярные нарушения, повышение тем-ры тела и кожи, снижение уровня сахара в крови и изменение формулы крови, в част-ти уменьш-ние кол-ва эузинофилов.

Специфической формой акустич-го шума яв-ся звуковой удар – это ударная волна, возникающая при прох-нии самолёта звукового барьера, когда его скорость больше скорости звуковых волн в воздухе. Такая ударная волна с грохопад-м з-м достигает Земли. Длится 0,2-0,3 с. Звуковой удар сопров-ся вибрацией отдельных элементов зданий, сооруж-й, у животных эта вибрация усугубляет р-цию на удар. Особенно чувствительны скоковые лошади, северные олени, морские котики, животные которые живут на скалах и тд.

Вне живой природы звуковой удар може способ-ть сходу снежных лавин, камнепадов и др явлений. Для человека это яв-ся ист-м чувства беспокойства, т.к. возникает внезапно.

Вибрации представ-т собой механич-е колебания движения, прост-м видом которого яв-ся гармонич-кие или синусоидальные колебания. Оно х-ся к действиям, близким к шумовому. В отличии от звука вибрация распрос-ся только в твёрдых средах, поэтому на живые орг-мы она возд-т только при поверх-м контакте через опорные пов-ти. У человека вибрации вызывают вибрационную болезнь.

 

Живое вещество биосферы.

Живое вещество существует в виде огромного мн-ва живых организмов, наделённых опред-ми призн-ми и имеющие разнооб-ные формы и размеры. Среди живых организмов вст-ся и мельчайшие микроорг-мы, вирусы и крупные многоклеточные существа. Их размеры колеб-ся от микрограммов до десятков метров. Н-р, среди наземных растений самыми крупными явл-ся эвкалипты, отдельные экземп-ры достигают 150метров. Некоторые вод-ли достигают в длину 200 и более метров. В морской среде обитают самые крупные киты – синие. Длина тела состоит около 30 метров, при этом их масса достигает 150тонн, это соответ-т массе 25 слонов.

Население б-ры так же многообразно по видовому и морфологич-му составу. В целом в б-ре проживает около 2 млн видов, на растения прих-ся 500000видов, на жив-х 1,5млн видов.

Видовой состав орг-го мира суше богаче, чем водной среды. Число видов сухопутных животных составляет 93%, а водных примерно 7%. А у растений сухопутных 92% и водных 8%.

Это обус-но различием условий обитания, их нестабильностью на суше. По оценкам учёных масса живого в-ва составляет 2,4*1012 тонн. Известно, что масса живого в-ва континентов прим-нов 800 раз превыш-т массу живого в-ва М О. на пов-ти континентов масса растений преоб-т над массой животных и состав-т 99,2% и 0,8%. В МО это соотношение обратное, более 90% биомассы прих-ся на долю животных, а остальные 10% на долю растений.

В целом можно отметить, что масса живого в-ва пренеб-но мала по срав-ию с массами геолог-х оболочек земли, н-р, масса атм-ры превы-т массу живого в-ва в 2150 раз, масса гид-ры превышает в 602500раз, а масса земной коры превыш-т массу живого в-ва в 1670000 раз. Если всё живое в-во равномерным слоем расположить по земной повер-ти, то получится слой толщиной в неск-ко см. если сопоставить земной шар с равном-ми раз-ми;-uj в-ва с яблоком, то окажется, что толщина яблочной кожуры в нес-ко раз больше, чем тол-на слоя живого в-ва. Важной особ-ю живого в-ва яв-ся высокая скорость его обновления, которая в среднем составляет 8 лет. Это позв-т утвер-ть, что в последние 100-200млн лет сущест-я б-ры в ней каждые 15 млн лет произ-сь к-во биомассы равное массе земной коры.

Свойства живого в-ва.

1.способность быстро занимать всё свободное прост-во. Это cd-во Вернадский назвал всюдностью жизни. Это cв-во дало основание Вернад-му сделать вывод о том, что для опред-х геологических периодов кол-во живого в-ва было примерно рост-м. сущест-т неск-ко ф-ров, обуславл-х данное cв-во:

А. интенсивное размножение. Вернадский установил общее правило: скорость размножения организ-в обратно пропорциональна их размерам, т.е. чем мельче организм, тем выше скорость его размножения. Отсюда, высокая ск-ть размн-я харак-на для бактерий, у некоторых из них сменяется за сутки 60-65 поколений. Наиболее долгое разм-ние х-но для крупных многоклет-х животных и растений. На основе ск-ти размн-ия Вернадский вычислил время заселения повер-ти земного шара разнооб-ми видами организмов при отсутствии факторов, сдер-х потенц-ные воз-ти разм-ния. (при отсутс-ии врагов, конкурентов, при достатке пищи и др.). н-р, он рассчитал, что холерный эмбрион может заселить землю за 30часов. Для инфузории от 31 до 67 суток. Время заселения цветковыми растениями более 11 лет, птицы 15 лет, крысы – 8лет, а для слонов более 1000лет.

Б. способность организмов инт-но увеличивать повер-ть своего тела или обр-ся организмами сообществ. (это cв-во по Рейменсу: давление жизни). Н-р, площадь листьев растений, произр-х на 1га сост-т8*10га и более, аналогичное явление х-но и для корневых систем.

2.движение не только пассивное, но и активное. (т.е. возм-ть активного перемещения в пространстве). Орг-мы могут перемещ-ся не только под действием гравитац-х сил, премещ-ся потоками воды, воздуха, но исами способны перемещ-ся в направлениях, против указанных потоков и сил.

3.устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти. Благодаря саморегуляции, в основе кот-й лежат гомеостатич-е механизмы, живые орг-мы способны поддерживать постоянный химический состав и условия внутренней среды, т.е. обеспечивать гомеостаз органов, несмотря на значительное изменение внешней среды. После смерти эта способность утрачивается, а органические остатки очень быстро разлагаются, при чём как органические, так и др. в-ва, включённые в биологические круговороты.

4.высокая приспособительная способность – адаптивность к различным условиям. Исключение разнообразия форм. Благодаря этому свойству живые организмы не только освоили природные среды обитания, но и встреч-ся в крайне неблагоприятных по физико-химическим параметрам условиях. Н-р, некоторые организмы переносят температуры близкие к абсолютным (0-270С). Есть организмы как одноклеточные, так и многоклеточные, которые могут жить при +120С, а некоторые до +250С.

Встречаются бактерии в ледовых панцирях в водах атомных реакторов, ряд организмов живут в безкислородной среде и тд.

5.феноменально высокая скорость протекания реакций. Скорость осуществления биохимических процессов в живых орг-х на несколько пор-в больше, чем в костном веществе. Док-вом этому яв-ся примеры: 1) гусеницы некоторых насекомых за сутки потребляют в 100-200раз превосх-ие по массе их организмы количество пищи; 2) дождевые черви за 150-200лет перерабатывают слой почвы толщиной в 1м. по представлению Вернадского прак-ки все осадочные породы, слой которого составляет 3км, на 95-99% переработаны живыми организмами.

6.высокая скорость обновления.

В среднем для всей б-ры скорость обновления живых организмов составляет 8лет. Причём для суши она равна 14 годам, а для МО, где обитает большое количество организмов с коротким жизненным циклом она составляет 33дня. В рез-те высокой скорости обновления общая масса живого в-ва, прошед-го через б-he за весь период её существования в 12 раз превышает массу планеты. Из всего этого количества только небольшая часть этого в-ва законсервировано в виде органических остатков, т.е. по выражению Вернадского ушла в геологию. Остальное в-во участвует в разнообразных круговоротах.

7.высокая энергонасыщенность, т.е концентрация в живом в-ве огромных запасов энергии. В-й сравнивал по насыщенности живое в-во с лавой, образ-ся при извержении вулкана.

В-й в своих работах выдел-т 9 ф-ций живого в-ва:

1.газовая. он писал, что все газы атмосферы созд-ся и изменяются биогенным путём.

2.кислородная – это образование свободного О2 живыми организмами.

3.окислительная – это окисление соединений, бедных О2, т.е. живые орг-мы обеспечивают биохимические р-ции при участии О2, в результате которого образуются соединения, содержащие О2.

4.кальциевая – это выделение организмами кальция в виде чистых солей.

5.восстановительная – это создание живыми организмами в первую очередь сероводорода и сульфидов металла.

6.концентрационная – это скопление живыми организмами элементов, рассеянных в ОС.

7.ф-ция раз-ния органических соединений, в рез-те которой выделяется вода, угл-й газ, азот и др.

8.ф-ция восстановительного разложения, результатом которого яв-ся образование воды, аммиака, водорода, О2 и т.д.

9.ф-ция метаболизма и дыхания, которая заключается в поглощении О2 и воды и в выделении СО2 и ряда минеральных соединений с их последующей миграцией в ОС.

Позднее В-кий оставил 5 основных ф-ций живого в-ва:

1.газовая ф-ция.

2.концентрационная.

3.биохимическая.

4.окислитель-восстановительная.

5.биогеохимическая деятельность человека.

В современном предс-ии, выделенные учёными 10 ф-ций живого в-ва:

1.газовая ф-ция. Это выделение различных газов в процессе жизнедеятельности организмов, н-р, в процессе дыхания человек, растение, животное выделяет СО2, а в процессе фотосинтеза растения выделяют О2, некоторые бактерии в процессе метаболизма способны выделять аммиак, азот, сероводород, сернистый газ, газообразные углеводороды (метан, этан, пропан, бутан), оксиды азота и т.д. с газовой ф-цией связано изменение соотношение газов в атмосфере, в частности баланс СО2 и О2. В истории б-ры выдел-ся 2 переменных момента, которые связаны с изменением содержания О2.

Первый переломный момент наступил примерно 1млрд 200млн лет назад, когда концент-я О2 в атмосфере достигла 1% от современного уровня. Этот момент был назван 1-й точкой Пастера. С этим периодом было связано появление аэробных организмов, которые используют О2 в процессах метаболита для окисления в-тв с целью извлечения из них энергии для дыхания. Появ-ся процесс дыхания, который вкл-т стадию дыхания.

2-й переломный момент (2-я точка Пастера) наступил когда концентрация О2 достигла примерно 10% от современного уровня. Благодаря повышению концентрации О2 в атм-ре начал накап-ся азон, т.е стал формироваться озоновый экран, озона стало достаточно для защиты организмов от жёстких солнечных излучений, бл-ря чему живые существа вышли на сушу. До этого защитным барьером для организмов была вода.

2.энергетическая, которая сходна с биохимической ф-цией в понимании Верн-го. Она прояв-ся в связывании и запасе солнечной энергии в органическом в-ве, с послед-м рассеиванием энергии при потреб-ии и минерализации органического в-ва, данная ф-ция прояв-ся в питании, дыхании, размножении и в др. процессах жизнедеят-ти организмов. Осн-й источ-к энергии в б-ре – это солнечный свет, который использ-ся орган-ми, содер-ми хлорофилл в процессе фотосинтеза. Часть орган-в для осущес-я процессов орг-х в-тв могут использовать энергию, выдел-ся при окислении химических соединений, содержащих атомы с переменной валентностью. (нитрифицирующие серобактерии).

3.концентрационная – это захват из ОС и накап-ся в организмах разл-х хим-х элементов. В первую очередь накапл-ся биофильные элементы: углерод, водород, кисл-д, азот, фосфор, железо и т.д.).

Выдел-ся след-ие химические эл-ты:

А. основные биогенные элементы: азон, О2, Н2, СО2.

Б.макроэл-ты: от 0,01 до 0,1% от всей массы химических элементов: калий, натрий, кальций, марганец, железо, сера, фосфор, кремний.

В. Микроэл-ты – от 0,001 до 0,01%.медь, хром, фтор, йод.

Г. Ультроэлементы, меньше 0,001%: золото, серебро, платина, уран, торий, никель и д.р.

В ходе биогеохимических циклов атомы многих химических элементов многократно проходили через живое в-во. Причём у разных химических элементов сроки прохождения разные. Н-р, весь О2 атмос-ры проходит через живое в-во за 2000 лет. Вся вода б-ры за 2млн лет. Различные орг-мы накапливают различное к-во тех или иных химических элементов, н-р, железоб-рии накапливают много железа, моллюски, кишечнополостные накапливают кальций, хвощи, диатомовые водоросли накапливают кремний, губки, водоросли накапливают йод, асцидии накапливают ванадий. В новозеландии обнаружен кустарник, который накапливает никель.

Содержание углерода в растениях в 200раз, а азота в 30 раз прев-т конц-ции в земной коре. Содержание магния в бактериях может быть в миллионы раз больше, чем в ОС. Рез-том концен-й ф-ции яв-ся образование залежей, горючих полезных ископаемых, известняков, руд и т.д.

4.окислительно-восстановительная – это окисление и восстановление различных веществ с помощью живых организмов.

5.диструктивная – разрушение живыми организмами и прод-ми их жизнедеят-ти как остатков орг-х вещ-тв, так и костных веществ. Особую роль в этих процессах играют редуценты. (бактерии и низшие грибы).

6.транспортная – это перенос в-ва и энергии в рез-те активной формы движения организмов, н-р, при миграции живое вещ-во и энергия переносится на большие расстояния.

7.средообразующая. т.е. преоб-ние живыми организмами физико-химических параметров среды обитания. Эта ф-ция яв-ся рез-том многих др. ф-ций живого в-ва. Она имеет различное проявление. В наземных экосистемах обычно эдификаторами (средообр-ми орган-ми) выступают растения. Орг-мы создают определённый микроклимат, определённый температурный режим, опред-й режим увлажнения почв, условия питания грунтовых вод, очищ-т воздух от ряда загрязнений.

8.рассеивающая. т.е. живые орг-мы рассеивают живое в-во в ОС. Эта ф-ция противоположна концентрационой. Она прояв-ся через трофич-ую и транспортную деят-ть организмов. Н-р, вместе с экскрементами; при смене покровов.

9.информационная. накопление живыми организмами различной информации в послед-х структурах, с её погл-й перед-й другим положениям.

10.биогеохимическая деят-ть человека – это преоб-ние в-тв б-ры в результате практической деятельности людей.