Тема: Розрахунок екологічних умов проживання людини

ЗМІСТ

Практична робота №1

Тема: Розрахунок екологічних умов проживання людини 5

Практична робота №2

Тема: Визначення рівня людського розвитку.. 13

Лабораторна робота №3

Тема: Визначення функціонального стану серцево-судинної системи за допомогою проби Маріне.. 17

Лабораторна робота №4

Тема: Оцінка стану здоров’я та резервних можливостей адаптаційних систем за допомогою тесту МСК.. 22

Лабораторна робота №5

Тема: Затримка дихання. Моделювання екстремальної ситуації в умовах нестачі кисню... 26

Лабораторна робота №6

Тема: Визначення тепловіддачі поверхні тіла людини в оточуюче середовище.. 29

Лабораторна робота №7

Тема: Визначення забезпеченості організму людини вітамінами та мікроелементами.. 33

Лабораторна робота №8

Тема: Розроблення екологічно збалансованого харчування 37

Лабораторна робота №9

Тема: Дослідження фізіологічних механізмів адаптації організму до низьких температур. 42

Лабораторна робота №10

Тема: Визначення типологічних властивостей особистості за допомогою тесту Айзенка.. 45

Лабораторна робота №11

Тема: Визначення простої та складної зорової моторної реакції в умовах нестачі кисню... 51

 

 

Лабораторна робота №12

Тема: Дослідження функціональної стійкості вестибулярного аналізатора до
обертових навантажень.. 58

Лабораторна робота №13

Тема: Зміна вегетативних реакцій при подразненні вестибулярного аналізатора.. 61

Лабораторна робота №14

Тема: Вплив поверхнево-активних речовин на навколишнє середовище та здоров'я людини.. 63

Лабораторна робота №15

Тема: Вивчення впливу токсичних металів на організм... 66

Лабораторна робота №16

Тема: Чисельність населення міста і його вплив на соціоекологічні проблеми.. 69

Лабораторна робота №17

Тема: Біологічні ритми, їх адаптивна роль в антропогенних екосистемах.. 73

Лабораторна робота №18

Тема: Вивчення кругообігу речовин та енергії у соціоекосистемі (антропогенних ресурсних циклів) 80

Лабораторна робота №19

Тема: Аналіз демографічної структури соціоекосистеми (на прикладі окремих країн та регіонів) 83

Лабораторна робота №20

Тема: Вплив інсуліну та аллоксану на рівень
глюкози в крові 87

Література.. 89

Додатки.. 90

Практична робота №1

Тема: Розрахунок екологічних умов проживання людини

Мета: Визначення найсприятливіших умов навколишнього природного середовища для гармонійного розвитку людини

Хід роботи

При розрахунку екологічних умов проживання людини її доцільно скористатися методикою, яка передба­чає використання у процесі розрахунків системи абіотичних (неорга­нічних), природних (особливості зміни атмосферного тиску, сейсмічно­го стану, величини радіаційного балансу, температурний режим, вели­чина атмосферних опадів, забезпеченість орними землями на душу населення країни), суспільно-економічних (величина внутрішнього валового продукту, що припадає на одну людину на певному стані роз­витку суспільства) показників.

У процесі обчислення екологічних умов проживання людини послуговуються згаданими вище природними показниками, вираховую­чи вихідні бали.

Величини абсолютних цифр взято з відповідних глобальних карт, крім показника забезпеченості орними землями, розрахованого за наявними в Інтернеті даними про площу кожної держави, площу орних земель, чисельність населення тощо. Для 20 країн, які є об'єктом практичної роботи, виведений розрахунковий коефіцієнт.

Інтегральний коефіцієнт екологічної відповідності умов проживання розрахо­вують за формулою:

де е – кількість складових природного середовища; і – коефіцієнт природних умов держави; в – величина ВВП на одну людину, тис. дол. США.

Для визначення К_ев у розрахунку на одну людину, що мешкає в конкретній країні, необхідно скористатись даними, які свідчать про сприятливість природних умов (у балах).

Одиничні коефіцієнти встановлюють за бальною характеристи­кою природних умов проживання через ділення її на 10 (табл. 1.4).

Оцінку вихідних характеристик, відповідні їм коефіцієнти і резуль­тат розрахунків можна подати у вигляді таблиці.

На основі цих даних можна розрахувати екологічні умови прожи­вання людини в окремій державі, наприклад у Норвегії. Для цього на­самперед слід дати загальну характеристику країни, скориставшись довідковою літературою і отримавши інформацію в Інтернеті.

 

Шкала визначення бальності території за температурним режимом

Середня температура найтеплішого місяця, + °С	Бали	Середня температура найтеплішого місяця, + °С
	–		–
	–		–
	–		–
	–		–
	–		–
	–		–
	–		–
	–		–
	–		–
	–		–
	–		–

 

Таблиця 1.4

Завдання 1

Скориставшись наведеною методикою, визначте екологіч­ні умови проживання людини в інших країнах згідно визначеного варіанту.

Варіант	Країни
	Велика Британія, Австралія, Туркменістан
	Франція, Азербайджан, Південна Корея
	Іспанія, Монголія, ПАР
	Португалія, Намібія, Японія
	Швеція, Бразилія, Китай
	Польща, Австралія, Намібія
	Нідерланди, Угорщина, Казахстан
	Україна, Чехія, Єгипет
	Білорусь, Франція, КНДР (Північна Корея)
	Молдова, Куба, Узбекистан
	Ірландія, Португалія, Єгипет
	Італія, Албанія, Аргентина
	Канада, Грузія, Таджикистан
	ПАР, Угорщина, Швейцарія
	Монголія, Польща, Непал
	Бразилія, Франція, Норвегія
	Японія, Велика Британія, Афганістан
	Китай, Австрія, Чилі
	США, Азербайджан, Норвегія
	Єгипет, Польща, Бельгія, Мексика
	Афганістан, Україна, Греція
	Південна Корея, Аргентина, Латвія
	Азербайджан, Іспанія, Мексика
	Туркменістан, Китай, Канада
	Австралія, Угорщина, Венесуела
	Туреччина, Філіппіни, Литва

 

Завдання 2

Побудуйте стовпчикову діаграму величини коефіцієнта екологічної відповідності умов проживання для обраних країн.

Зробіть порівняльний аналіз та вкажіть причини відмінностей.

Вкажіть шляхи покращення коефіцієнта екологічної відповідності для країн з найнижчими його показниками.

РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

Завдання 1

Завдання 2

Висновок:

Практична робота №2

Теоретичні положення

Екологія людини в сенсі її гармонійного розвитку по­кликана передбачати задоволення численних зростаючих матеріальних і духовних потреб. Цей мотив є основним ру­шієм розвитку цивілізації, і саме від прагнення людини нерозсудливо задовольняти свої потреби найбільше потерпає навколишнє середовище. Така суперечність неодмінно му­сить бути подолана, оскільки особистість повинна розвива­тися в сприятливих умовах, а людський розвиток у гармонії з природою є неодмінною умовою цивілізаційного поступу.

Людський розвиток – безперервний процес збільшення можли­востей якісного і кількісного вибору, якому притаманні: можли­вість тривалий час вести здоровий спосіб життя; здобути освіту; доступ до ресурсів, необхідних для забезпечення нормального життєвого рівня.

Людський розвиток не вичерпується зазначеними озна­ками і не менш значущі політичні, економічні і соціальні свободи, можливості для творчості, самовираження та інші гарантовані права людини. Сучасні вчені, оцінюючи рівень людського розвитку, послуговуючись більш ніж трьома де­сятками показників. Однак ці спроби не забезпечують до­статньої ефективності, тому найчастіше послуговуються розрахунком індексу людського розвитку (ІЛР).

Індекс людського розвитку (ІЛР) – усереднений інтегральний по­казник, який характеризує набуття людиною якісних ознак (трива­лості життя, рівня освіти і реального ВВП на душу населення).

Очікувана тривалість життя вимірюється як трива­лість майбутнього життя при народженні; досягнутий рі­вень освіти – як сукупний індекс грамотності серед дорос­лого населення і сукупної частини учнів початкових, се­редніх та вищих навчальних закладів; життєвий рівень вимірюється на основі скоригованого на паритет купівель­ної спроможності (ПКС) реального ВВП на душу населення в доларах США.

Дані щодо очікуваної вартості життя і рівня грамотнос­ті з'ясовують, вдаючись до офіційної статистики, а обсяг ВВП на душу населення визначають за допомогою роз­рахункового методу.

Для кожного з вказаних показників встановлені фіксо­вані мінімальні і максимальні значення:

Ø тривалості майбутнього життя: 25 років та 85 років;

Ø грамотності дорослого населення: 0 і 100%;

Ø реального ВВП на душу населення 100 доларів міні­мального і 5448 доларів дисконтованого максимального доходу.

Розрахунок індексів для розглянутих показників здій­снюють за формулою:

де I – індекс показника (будь якого із трьох названих); Х_(факт.) – фактичне значення показника; Х_(тіп) – міні­мальне значення показника; Х_(тах) – максимальне зна­чення показника.

Індекс людського розвитку (ІЛР) є середнім індексу тривалості життя (І_тж), індексу досягнутого рівня освіти (І_дро) та індексу скорегованого реального ВВП на душу на­селення (І_срВВП). Розрахунок здійснюють за формулою:

В Україні ІЛР почали розраховувати з 1992 року, а в ін­ших країнах цей показник використовується десятки років. При цьому увагу приділяють не лише встановленю кількісних показників ІЛР, а і рейтингу певної держави серед інших країн світу. Різні держави за кількісними і якісними показниками мають індекс людського розвитку в діапазоні від 0,416 до 0,904. (табл. 2.1)

 

Таблиця 2.1

Порівняльна таблиця основних показників розвитку країн на 2000 рік

Групи країн	Населен­ня, % до світового	ВВП на душу населен­ня, тис.$	Трива­лість життя, роки	Грамот­ність дорослих, %	Індекс людсь­кого розвитку
Розвинуті	18,5	21,65		98,3	0,904
Країни, що розвиваються	72,5	3,32	66,6	75,9	0,662
Бідні країни	9,0	0,98	50,6	48,5	0,416
Світ загалом		6,33	66,7	78,0	0,706
Україна	–	2,19	68,8	99,0	0,721

В Україні ІЛР в 2000 р. становив лише 0,721, тоді як у 1992 р. цей показник досягав 0,842. Зниження індексу людського розвитку з 0,842 в 1992 р. до 0,721 в 2000 р. зумовило переміщення України із групи країн з високим рівнем людського розвитку (ІЛР>0,8) в групу держав з се­реднім рівнем людського розвитку і рейтингом нижче 80-го місця серед країн світу.

Очевидно, що, з'ясовуючи сприятливість екологічних умов для гармонійного розвитку людства, необхідно особ­ливу увагу звертати і на ІЛР.

Завдання 1

Розрахувати індекс людського розвитку для визначених країн згідно варіанту (див. таблицю варіантів до завдання 1 Практичної роботи №1).

Зробіть порівняльну характеристику ІЛР визначених країн. Поясніть причини.

 

Завдання 2

Побудуйте гістограму рівня ІЛР для наступних країн (за результатами завдання 1): Україна, Латвія, Узбекистан, США, Туреччина, Ірландія, Монголія, Нідерланди, Грузія, Чехія, Норвегія, Італія, Іран, Польща, Австралія, Афганістан, Швеція.

Визначте ранг кожної з даних країн за ІЛР.

 

 

Завдання 3

Порівняйте методики розрахунку коефіцієнту екологічної відповідності умов проживання (практична робота №1) та індексу людського розвитку. Вкажіть спільні та відмінні риси.

 

Висновок:

Лабораторна робота №3

Теоретичні положення

У міру просування крові по судинах величина кров’яного тиску знижується. Це пов’язано із значним збільшенням загального діаметра судин.

Чинники, які визначають рівень кров’яного тиску:

1. Хвилинний об’єм крові (ХОК) - це кількість крові, що виштовхується серцем за 1 хв - пряма залежність.

2. Судинний опір - пряма залежність.

3. Фази серцевого циклу.

Найбільший АТ спостерігається під час систоли (скорочення) – систолічний, або максимальний, тиск (СТ). СТ, який дорівнює 110-125 мм рт. ст. називається нормотонічним, нижче 100 мм рт.ст. – гіпотонічним, вище 140 мм рт. ст. – гіпертонічним.

Тиск крові, що розвивається в артеріях під час діастоли (розслаблення), коли тиск серця падає до 0, називається діастолічним, або мінімальним (ДТ). Він створюється завдяки судинному тонусу. ДТ звичайно на 10 мм рт. ст. перевищує половину СТ (60-80 мм рт.ст.).

4. Вік – у людей похилого віку стінки судин потовщені, внаслідок атеросклерозу, тому мало розтягуються. що призводить до підвищення тиску.

5. Стать – у жінок тиск на 6-8 мм рт. ст. нижчий, ніж у чоловіків.

6. Маса тіла - тиск більший у людей з підвищеною масою тіла, ніж у людей з нормальною.

7. Тривале паління – СТ зростає на 10-20 мм рт. ст. і більше.

9. Генетичні фактори – схильність до гіпертонії передається спадково.

10. Фізична робота.

11. Положення тіла – в положенні лежачи найменший тиск, якщо сісти або встати, тиск збільшується. Причина – рух крові утруднюють гідростатичний тиск і сили гравітації.

Хід роботи

Головні частини приладу

 

Підготовка до вимірювання

1. Протягніть приблизно 5 см протилежного кінця манжети в металеве кільце.
2. Надягніть манжету на ліву руку, при цьому трубка повинна бути спрямована убік долоні. Якщо вимірювання по лівій руці утруднено, то вимірювати можна по правій руці. У цьому випадку необхідно пам'ятати, що показання можуть бути завищені або занижені на 5-10 мм рт. ст.
3. Оберніть манжету навколо руки так, щоб нижній край манжети знаходився на відстані 2-3 см від ліктьового згину.
4. Застебніть манжету так, щоб вона щільно облягала руку, але не перетискувала її. Занадто тісне або, навпаки, занадто вільне накладення манжети може привести до неточних показань.
5. Якщо рука повна і має виражену конусність, то рекомендується надягати манжету по спіралі, як показано на малюнку.
6. Якщо Ви загорнете рукав одягу і стиснете руку, перешкоджаючи току крові, показання приладу можуть не відповідати вашому артеріальному тискові.
7. Розташуйте голівку стетоскопа так, щоб вона знаходилася в западині вище ліктьового згину.
8. Тиск варто вимірювати в положенні сидячи або лежачи. У положенні сидячи стежите за тим, щоб частина руки з манжетою знаходилася на рівні серця, а рука вільно лежала на столі і не рухалася.

 

Визначення функціонального стану серцево-судинної системи
за допомогою проби Маріне

Завдання 1.

Студенти працюють у парах. Вимірюється величина артеріального тиску та підраховується частота пульсу в стані спокою. Потім досліджуваний виконує 20 низьких (глибоких) присідань (ноги на ширині плечей, руки витягнуті вперед) протягом 30 с. Безпосередньо після навантаження до повного відновлення вимірюють усі показники.

Визначте, наскільки зросла частота пульсу у порівнянні з вихідними даними (у відсотках). Зробіть висновок з урахуванням того, що у здорових людей стан серцево-судинної системи оцінюється як добрий при зростанні частоти пульсу не більше, ніж на 50-70% і як незадовільний – більше ніж на 75%.

Після проведення проби при здоровій реакції на фізичне навантаження систолічний (верхній) артеріальний тиск зростає на 25-40 мм.рт.ст., а діастолічний (нижній) залишається на попередньому рівні або дещо падає (на 5-10 мм рт.ст.). Відновлення пульсу триває від 1 до 3 хвилин, а артеріального тиску – від 3 до 4 хв.

Результати дослідження занесіть до таблиці 3.1.

Таблиця 3.1

Завдання 2.

За результатами дослідження побудуйте гістограми зміни артеріального тиску (систолічного та діастолічного) та зміни частоти пульсу у студентів з різним рівнем фізичної тренованості. Зробіть висновок про темпи адаптації серцево-судинної системи у осіб з різним рівнем фізичного розвитку.

Лаб.роботу №4 виправлено

Лабораторна робота №4

Теоретичні положення

Споживання О₂ під час фізичної роботи зростає в міру зростання її потужності та тривалості. Проте, для кожної людини існує межа, вище якої споживання О₂ не зростатиме. Людина досягає рівня свого максимального споживання кисню (МСК) не раніше 3 хв від початку роботи.

Найбільшу кількість О₂, яку організм спроможний засвоїти за 1 хв роботи максимальної потужності називають максимальним споживанням О₂ (МСК).

МСК є показником аеробної працездатності організму, тобто спроможності виконувати важку роботу, забезпечуючи енерговитрати за рахунок О₂, який споживається безпосередньо під час роботи.

Методи визначення МСК є прямі і не прямі. Суть прямого методу полягає в тому, що людина виконує роботу потужність якої поступово зростає. Відносно зростає і споживання О₂, але наступає період, коли потужність роботи зростає, а споживання О₂ залишається на попередньому рівні - це і буде величина МСК. Суть непрямих методів полягає в тому, що МСК визначається за ЧСС, оскільки прискорення роботи серця відбувається майже паралельно зростанню споживанню О₂.

Анаеробною працездатністю називають спроможність людини працювати в умовах нестачі О₂ за рахунок анаеробних джерел енергії.

Для оцінки резервних можливостей адаптаційних систем та стану здоров’я використовують тест максимального споживання кисню (МСК). Цей тест дозволяє оцінювати резервні можливості дихальної, серцево-судинної та інших адаптаційних систем. Величина МСК залежить, головним чином, від розвитку систем дихання та кровообігу. Тому Всесвітня організація охорони здоров’я рахує тест МСК об’єктивним та інформативним інтегральним показником функціональної можливості людини.

Хід роботи

Найбільш поширений побічний метод визначення МСК. Для цього застосовують метод "степ-тесту" (сходження на сходинку висотою 30-35 см для дітей та 50 см для дорослих).

Робота проводиться в групі. Для дослідження береться 5 студентів. Результати експериментів та розрахунків заносяться до таблиці 4.5. Перед виконанням навантаження у досліджуваного визначають масу тіла. Потім за командою експериментатора досліджуваний починає сходження на сходинку із середнім темпом (20 сходжень за хвилину) протягом 4-х хвилин.

Лабораторна робота №5

Теоретичні положення

Недостатнє постачання тканин О₂ називається гіпоксією. В залежності від механізмів її виникнення розрізняють 4 основних типи гіпоксії:

1. Гіпоксична – є результатом недостатнього вмісту О₂ в альвеолярному повітрі (наприклад, в горах).

2. Анемічна – виникає при зниженні киснево-транспортних можливостей крові (наприклад, через зниження вмісту Нb в крові).

3. Циркуляторна – розвивається при зменшенні кровотоку через тканини (наприклад, у зв’язку з роботою шунтуючих судин).

4. Гістотоксична - виникає при неспроможності клітин використовувати О₂, що надійшов.

Основним принципом регуляції дихання є саморегуляція при якій відхилення від нормального рівня таких показників як pСО₂, pО₂ і рН негайно викликає ряд процесів, спрямованих на їхнє відновлення.

Механізми регуляції дихання:

1. Рефлекторна регуляція. Головною складовою дихальної системи є дихальний центр (Дц), який розташований в довгастому мозку. Дц складається з двох відділів: вдиху (інспіраторний) і видиху (експіраторний). Вони взаємодіють за принципом реципрокної іннервації. Інспіраторним нейронам притаманна автоматія (аналогічна серцевій автоматії). Імпульси цих нейронів низхідними шляхами надходять до мотонейронів дихальних центрів, що розташовані в спинному мозку і регулюють діяльність дихальних м’язів. Останні збуджуються і виникає акт вдиху. Під час вдиху розтягуються механорецептори легень, плеври та дихальних м’язів. Імпульси, які в них виникають по аферентних шляхах проходять у Дц і викликають збудження нейронів експіраторного відділу. Виникає акт видиху. Доки триває видих, мембрана інспіраторних нейронів деполяризується, виникає імпульс, що призводить до акту вдиху. Отже, відбувається автоматична зміна вдиху видихом і навпаки.

2. Дихальні рефлекси з рецепторів організму. Активність нейронів Дц зумовлюється рефлекторними впливами з різних рефлексогенних зон:

-підвищення судинного тонусу і посилення серцевої діяльності супроводжується паралельним посиленням функції дихання;

- больові подразнення змінюють ритм дихання;

- температурні подразнення гальмують видих;

- такі рефлекторні реакції травного каналу, як акти ковтання, блювання, змінюють характер дихання;

- емоційні прояви людини (сміх, плач) є видозміненими дихальними рухами;

-імпульси від пропріорецепторів посилюють дихання.

3. Регуляторний вплив кори великих півкуль. Людина може свідомо посилювати, послаблювати або затримувати дихання. Отже, дихання є не лише мимовільним актом, але й довільним. Довільна затримка дихання знаходиться в прямій залежності від анаеробних можливостей людини. Довго затримувати дихання людина не спроможна, оскільки в організмі накопичується СО₂, який є стимулюючим фактором для роботи Дц. Довільна гіпервентиляція збільшує затримку дихання, оскільки з організму інтенсивно виводиться СО₂. Проте тривала гіпервентиляція викликає запаморочення, судоми, оскільки зменшується стимулюючий вплив на Дц, а підвищення рН крові викликає звуження кровоносних судин і особливо судин головного мозку.

4. Гуморальна регуляція. На активність Дц впливають імпульси від хеморецепторів. Вони подразнюються як при зменшенні вмісту О₂ в артеріальній крові (гіпоксемія), так і при збільшенні в ній СО₂ (гіперкапнія).

 

Хід роботи

Дослідження проводяться у парах. Кожен студент записує та аналізує лише власні дані.

Завдання 1.

Визначити тривалість затримки дихання при різних пробах:

1. Проба Штанге з максимальною затримкою дихання на вдиху. Після нормального вдиху і видиху зробити глибокий вдих і на висоті його затримати дихання, затуливши собі носа. Одночасно, під кінець проби підрахувати артеріальний тиск та пульс. Повторити 3-4 рази. Записати результати у таблицю, обчислити середні значення тривалості затримки, артеріального тиску та пульсу.

2. Проба Генча з максимальною затримкою дихання на видиху. Зробити видих і затримати дихання. Аналогічно до п. 1 підрахувати тривалість затримки, артеріальний тиск та пульс.

3. Проба із затримкою дихання після глибокого вдиху, зробленого після гіпервентиляції. Після 20 с. посиленого дихання (дихати максимально глибоко і часто) зробити глибокий вдих і затримати дихання. Зробити підрахунки тривалості затримки, артеріального тиску та пульсу. Результати записати у таблицю.