Природне середовище та його роль у життедіяльності людини

2. Природне середовище як критерій безпеки життєдіяльності

2.1. Негативні фактори навколишнього середовища

Людина з давніх часів впливала на природне середовище, але тільки в минулому столітті через істотне зростання населення Землі і стрімкий стрибок у розвитку науки та техніки антропогенний вплив на природу за своїм масштабом вийшов на один рівень з природними чинниками. Перетворення природних ландшафтів у сільськогосподарські угіддя, промислові комплекси, транспортні магістралі та житлово-комунальні агломерати вже охопило понад 20% території суші. Кількість речовин, що переміщуються під час господарської діяльності, на порядок перевищує природні переміщення. Близько 10% кисню, що продукується під час фотосинтезу, споживає промисловість та автотранспорт, у деяких регіонах техногенне споживання кисню перевищує його виробництво зеленими рослинами. Вплив людського суспільства на природне середовище виявляється щонайменше в інтенсивному використанні природних ресурсів, що призводить до їхнього зменшення або деградації, а також в забрудненні довкілля.

Експлуатація природних ресурсів може мати різні наслідки, які впливають на безпеку життєдіяльності. Природні ресурси прийнято ділити на невичерпні та вичерпні. До перших відносяться такі ресурси, нестача яких сьогодні не відчувається і не відчуватиметься в найближчому майбутньому. Це сонячне випромінювання, енергія морських приливів, водні ресурси та ін. Хоча такі ресурси є невичерпними, проте внаслідок господарської діяльності може бути обмежений доступ для їхнього використання. Наприклад, унаслідок запилення атмосфери знизиться потік сонячної енергії на поверхні Землі або через забруднення водойм зменшиться кількість прісної води, придатної для споживання людиною.

Вичерпні природні ресурси поділяються на дві групи: невідновні та відновні. До невідновних відносяться запаси кам’яного вугілля, природного газу, нафти та інших корисних копалин, оскільки темпи їхнього використання значно перевищують швидкість нагромадження, якщо таке сьогодні відбувається. Проблема невідновних природних ресурсів може вирішуватися через раціональне та комплексне їх використання, а також через пошук альтернативних способів забезпечення енергією та матеріалами.

Для забезпечення життєдіяльності людини більше значення мають відновні природні ресурси, до яких відносяться всі форми живої матерії: рослини, тварини, мікроорганізми. Характерною особливістю відновних природних ресурсів є їхня здатність до самовідновлення, яка при раціональній експлуатації біологічних ресурсів не тільки спроможна забезпечити потреби людства в них, а й створити умови для подальшого їх зростання.

Використання природних ресурсів охоплює:

— експлуатацію біологічних ресурсів;

— розробку паливно-енергетичних та мінеральних ресурсів.

Катастрофічні результати впливу людини на природну сферу через експлуатацію біологічних ресурсів виявляються у зникненні багатьох видів рослин і тварин на Землі. Вважається, що понад 100 видів тварин і стільки ж видів та підвидів птахів зникли внаслідок господарської діяльності людини. Стрімко зменшується кількість цінних риб, і замість яких з'являються менш цінні. Наприклад, у результаті інтенсивного вилову оселедців їхнє місце в екосистемі Баренцового моря зайняла менш цінна риба мойва.

Значних втрат зазнає і рослинний світ Землі через вирубування лісів. Сьогодні багато країн середніх широт залишилися без лісів господарського значення, а центр їх хижацького винищення перемістився в екваторіальні країни. Навіть нові посадки лісів не в змозі відновити високу стійкість екологічних систем, тому що здійснюються вони за рахунок цінних у технічному відношенні порід деревини. Отже, багатоманітна природна екосистема, яка сформувалася упродовж тривалого часу, замінюється на одновидові насадження із спрощеною структурою та низькою стійкістю. Використання земель під сільськогосподарські угіддя також призводить до спрощення екосистем і зниження рівня біологічного різноманіття та їхньої стійкості.

Сьогодні вже неефективно запроваджувати обмежувальні заходи щодо експлуатації окремих видів біологічних ресурсів. І на порядку дня постає проблема активного впливу людини на природні ресурси з метою штучного конструювання стабільних екосистем із властивостями, що враховують антропогенні порушення в ландшафтах. Зрозуміло, що для цього необхідні не тільки значні економічні ресурси, а й нові знання про природу. Загальна стратегія розв'язання цієї проблеми полягає у відновленні виснажених ресурсів, формуванні нормальних екологічних умов їх природного відновлення, встановленні розумних пропорцій між обсягом використання ресурсів та обсягом їхнього природного приросту, у подальшому освоєнні ресурсів й підвищенні продуктивності окультурених екосистем шляхом використання інтенсивних технологій та біологічних методів і формуванні ландшафтів для розширення рекреаційних ресурсів.

Розробка паливно-енергетичних ресурсів характеризується стрімким зростанням кількості видобування різних видів палива та корисних копалин. Таке зростання відбувається за експоненціальним законом, і період подвоєння їх споживання становить приблизно 15 років. Оскільки запаси цих ресурсів обмежені, то магістральним напрямом їхнього використання є:

• зменшення втрат при добуванні, транспортуванні, переробці та споживанні (сьогодні втрати сягають 60 - 95%);

• вторинне використання енергоресурсів та вторинної сиро-вини (вторинне використання природних ресурсів коливається в межах 0 - 50%);

• пошук альтернативних джерел енергії та мінеральної сировини (безпосереднє перетворення сонячної енергії в електричну і теплову енергію, конструювання нових композиційних матеріалів).

Проблема паливно-мінеральних ресурсів має яскраво виражений інтернаціональний характер через невідповідність центрів їхнього видобутку з центрами використання. Тому доступ до них багатьох країн може бути реалізований через механізм міжнародних економічних зв'язків, роль яких останнім часом значно зросла у забезпеченні безпечної життєдіяльності на всій планеті.

Як експлуатація біологічних ресурсів, так і видобуток та споживання паливно-енергетичних та мінеральних ресурсів призводять до значного забруднення складових природної сфери: атмосфери, гідросфери та літосфери.

Під забрудненням довкілля розуміють привнесення до його складових не властивих їм речовин або зміну вмісту наявних у них речовин. Склад атмосфери, гідросфери, літосфери формувався упродовж тривалого часу внаслідок геологічного та біологічного кругообігу речовин на Землі, і сьогодні він є результатом динамічної рівноваги, в основі якої лежать численні процеси перетворення та переміщення речовин за участю живих та неживих об'єктів природи.

Якісний стан компонентів середовища буття людини значно впливає на рівень її здоров’я, життєдіяльності та тривалості життя.

Компоненти природного середовища (повітря, вода, харчові продукти, ґрунт) містять усі життєво необхідні для організму фактори: кисень, який надходить в організм з повітрям, воду, білки, жири, вуглеводи, мінеральні солі, вітаміни. Ці ж компоненти навколишнього середовища підтримують необхідні для життя організму рівні температури і вологості повітря, наявність і природний рівень радіоактивності, напруження магнітного поля, шумовий режим.

У процесі життя і виробничої діяльності людина неминуче вносить у середовище, що її оточує, певні зміни, які стосуються як хімічного і біологічного стану середовища, так і умов існування людини. Ці зміни впливають на параметри клімату, особливо в районах з високою концентрацією населення та виробництва, і ведуть до зміни складу атмосфери.

У результаті енергетичного забруднення підвищується енергетичний вплив на людину, який створюють промислові та енергетичні підприємства, об’єкти енергетики, зв’язку, транспорту. Збільшення енергоозброєності промисловості сільського господарства і особливо побуту підвищує загрозу негативного її впливу на людей і збільшує ризик небезпеки.

Сучасне промислове виробництво забруднює навколишнє середовище газоподібними, твердими відходами, тепловими викидами, електромагнітними полями, ультрафіолетовими, інфрачервоними, світловими, віброакустичними та іонізуючими випромінюваннями, радіоактивними речовинами та іншими фізичними і хімічними факторами небезпек.

В останні десятиліття у суспільстві загострилися соціальні фактори небезпек. Формування засад ринкової економіки створи-ло в Україні принципово нову соціальну ситуацію. Нова соціальна структура в Україні складається з таких соціальних груп: дуже багаті, багаті, середні, бідні та злиденні. Становище ускладнюється тим, що активна, кваліфікована та працездатна частина українського суспільства не має змоги заробляти на пристойне існування. Старше покоління абсолютно не готове до нової поведінки в нових умовах. В українському суспільстві з’явилися такі процеси та явища, як агресивність, егоїзм, цинізм та апатія. За таких обставин різко зросли злочинність, самогубство, наркоманія, алкоголізм, проституція та інше.

Останнім часом загострилося чимало молодіжних проблем, серед яких найголовнішими є: низький рівень життя; безробіття і значна економічна та соціальна залежність від батьків; великий рівень розлучень, низька народжуваність, матеріальна не забезпеченість, відсутність умов для покращання житла; поганий стан здоров’я і зростання рівня соціальних відхилень (злочинність, пияцтво, наркоманія, проституція); втрати ідеалів, перспективи життєвого оптимізму.

2.2. Вплив фізичних факторів навколишнього середовища на здоров’я  людини

Екологічні аспекти того чи іншого захворювання залежать від його причин, які ділять на декілька категорій: 
 
     1. Безпосередньою причиною порушення нормальної життєдіяльності організму і виникнення патологічного процесу можуть бути абіотичні чинники навколишнього середовища. Очевидно те, що географічний розподіл низки захворювань, пов’язаний з клімато-географічними зонами, висотою місцевості, інтенсивністю інсоляції, переміщення повітря, атмосферним тиском тощо. 
 
      2. Біотичний компонент навколишнього середовища у вигляді продуктів метаболізму рослин та мікроорганізмів, патогенних мікроорганізмів, отруйних рослин, комах та небезпечних для людини тварин. 
 
     3. До цієї категорії відносять патологічні стани, пов’язані з антропогенними чинниками забруднення навколишнього середовища: повітря, ґрунт, вода, продукти промислового виробництва. Сюди також віднесено патологію, що пов’язана з біологічними забрудненнями від тваринництва, виробництва продуктів мікробіологічного синтезу (кормові дріжджі, амінокислоти, ферментні препарати, антибіотики, мікробні та антибактеріальні інсектициди тощо). 
 
     Крім хвороб, які виникають безпосередньо під впливом несприятливих умов навколишнього, існує велика група захворювань, які проявляються поганим пристосуванням організму, його окремих органів і систем через генетичний дефект, особливості імунітету тощо. 
 
     Як вже відзначалось раніше, серед захворювань неінфекційної природи перші рангові місця посідають хвороби органів дихання, системи кровообігу, злоякісні новоутворення, травми та отруєння, психічні розлади, спадкові хвороби. Розглянемо деякі закономірності захворюваності населення України залежно від чинників навколишнього середовища.  
 
     Як згадувалося раніше, зовнішнє (навколишнє) середовище включає в себе природне середовище і соціальне середовище. Природне середовище складається з біосфери, гідросфери, атмосфери та літосфери, які перебувають під впливом космосфери. Природне середовище існує як у природному, так і в зміненому (антропогенному) вигляді. 
 
     Соціальне середовище складається з різноманітних підсистем соціальної інфраструктури суспільства. Чинники кожної підсистеми справляють суттєвий вплив на стан здоров’я населення.  
 
     Відомо, що природне середовище утворює визначені, найчастіше специфічні умови для зберігання та розвитку здоров’я. Зараз вже не викликає сумнівів такий причинно-наслідковий ланцюг: сонячна активність - збурення магнітосфери та іоносфери - зростання напруги електромагнітного поля Землі - реакція організму. Головним збудником життєдіяльності на нашій планеті є сонячне випромінювання з усіма його електронними та іонними потоками і спектрами. Сонячна активність сприяє таким фізико-хімічним процесам, як коливання атмосферного тиску, температури, ступінь вологості повітря, та іншим, які позначаються на стані серцево-судинної та нервової систем, психіці та поведінкових реакціях людини.  
 
     З кліматичними чинниками, а саме: температурою, вологістю, вітрами, погодою і т.п., тісно пов’язані функціональні стани та захисті реакції організму, а також мотивація поведінки, що в свою чергу, може призвести до виникнення низки захворювань, в тому числі і психічних розладів. 
 
     З’ясовано, що погода по-різному впливає на людей із однаковими захворюваннями, наприклад, деякі хворі на астму вважають, що на них повітря пустелі справляє дивовижний вплив, тоді як іншим воно не приносить полегшення, а причини таких розходжень до цього часу не знайдені. Інколи дуже важко визначити, яким чином погода впливає на поведінку та психологічний стан людини, проте такий вплив, безперечно, існує: наприклад, позитивні відчуття з настанням перших теплих сонячних днів навесні після довгої холодної зими. Водночас, найвищий показник смертності внаслідок захворювань реєструється взимку. Більша частина захворювань, особливо це стосується хвороб легень, припадає на зиму. Взимку збільшується кількість простудних захворювань і випадків грипу; в окремі роки грип набуває характеру епідемій. Метеочинники, що сприяють захворюванню на грип, точно не відомі. Деякі фахівці вважають, що розвиток цієї хвороби найбільш ймовірний за умови відносної вологості менше ніж 50% і слабких вітрів. Вони припускають, що низькі температури сприятливі для виживання і поширення вірусу.  
 
     До чинників, які формують погоду, слід віднести природні (рівень сонячної радіації, характеристики ландшафту, особливості циркуляції повітряних мас) та антропогенні (забруднення атмосферного повітря, знищення лісів, утворення штучних водоймищ, меліорація, іригація) чинники. До чинників, які характеризують погоду, — геліофізичні елементи (інтенсивність сонячної радіації, сонячна активність), геофізичні елементи (напруга планетарного та аномального полів, геомагнітна активність), електричний стан атмосфери (напруга електричного поля, атмосферна іонізація, градієнт потенціалу, електропровідність повітря, електромагнітні коливання), метеорологічні елементи (температура та вологість повітря, швидкість та напрямок руху повітряних мас, атмосферний тиск тощо). 
 
     Учені припускають, що реакція на зовнішні подразники, в тому числі й на погоду, залежить від конституції людини. Багато людей страждають від «фенної хвороби», яка звичайно проявляється за день-два до початку вітрів і триває, доки вони не минуть. Прояви симптомів хвороби збігаються з аномальним підвищенням вмісту в крові і тканинах біологічно активної речовини серотоніну, який впливає на передачу сигналів від нервових клітин до ЦНС. Це може бути пов’язане зі змінами екологічних властивостей повітря, часто із високим вмістом позитивних іонів. Відомо, що атмосферні іони являють собою молекули або атоми, які мають дуже мало електронів. В атмосфері завжди є велика кількість іонів — близько 1000 негативних іонів і понад 1200 позитивних іонів на 1см3 чистого зовнішнього повітря.  
 
     Концентрації позитивних та негативних іонів дуже змінюються залежно від стану атмосфери і якраз є причинами захворювань. Одним із засобів уникнення фізичних та психологічних недуг, пов’язаних із погодою є спроба збільшення концентрації негативних іонів у навколишньому середовищі за рахунок різних типів генераторів негативних іонів.  
 
     Одними із найважливіших метеоелементів є температура і вологість. Для середньої здорової людини індекс комфорту чи дискомфорту в тиху погоду може бути виражений власне через температуру і відносну вологість повітря. В умовах низької відносної вологості більшості людей здається, що температура нижча, ніж насправді, і навпаки. Встановлено, що коли температура перевищує 38, більшості людей стає спекотно незалежно від рівня вологості. Коли відносна вологість перевищує за такої температури 30%, то умови можна назвати гнітючими. Температура 28оС стає гнітючою, якщо вологість перевищує 70%.  
 
     Подібні відчуття можна пояснити наступним чином. В умовах впливу підвищеної температури і вологості повітря віддача тепла з організму в навколишнє середовище ускладнена і може відбуватися тільки при напружені механізмів фізичної терморегуляції (тобто посилення потовиділення, розширення периферійних судин). При підвищенні температури навколишнього середовища до 33 оС, що відповідає температурі шкіри, віддача тепла за рахунок проведення стає неефективною і здійснюється лише за рахунок випаровування. Якщо є вологість повітря збільшується ускладнюється і цей шлях тепловіддачі — внаслідок чого можливе перегрівання організму.  
 
     Вплив високої температури на організм супроводжується пониженням уваги, порушенням точності і координації рухів, змінами імунологічної реактивності організму (у крові утворюються особливі антитіла — теплові агглютини і гемолізини, які викликають склеювання і загибель власних еритроцитів). Розвивається анемія, а також гіпоавитамінози по групам С і В (вітаміни втрачаються з потом). 
 
     Вплив низької температури навколишнього середовища також приводить до напруження системи терморегуляції. При тривалій дії низьких температур спостерігається переохолодження (гіпотермія). У стані гіпотермії спостерігаються пригнічення ЦНС, що понижує чутливість нервових клітин до нестачі кисню і подальшого пониження температури; послаблюється обмін речовин, що зменшує потребу у кисню, організм при цьому стає менш чутливий до інфекції і інтоксикації, нормально не функціонує імунна система, що може призвести врешті до загибелі організму. 
 
     Адаптація людського організму до температурного фактору відбувається у 3–х напрямах: 
 
     1. За рахунок загальних пристосувальних фізіологічних реакції, які пов’язані з функцією системи терморегуляції, тобто з механізмами хімічної і фізичної терморегуляції, що забезпечують здатність організму працювати в самих різних температурних умовах середовища. 
 
     2. У результаті спеціалізованих фізіологічних та анатомічних адаптивних реакцій, в основі яких лежать особливості генотипу. 
 
     3. Внаслідок культурних і соціальних адаптації, які пов’язані із забезпеченням людини житлом, теплом, системою вентиляції тощо. 
 
     Водночас, не останню роль у розвитку психічних захворювань та психосоматичних розладів відіграють сезонні коливання температури. Особливо небезпечні для здоров’я населення несподівані підвищення температури. До них найбільш чутливі хворі на серцево–судинні захворювання та люди похилого віку, смертність яких за таких умов різко зростає. 
 
     Ще одним із проявів впливу навколишнього середовища на організм людини може бути так звана гірська хвороба. Вона розвивається в умовах високогір’я внаслідок падіння парціального тиску атмосферних газів, насамперед кисню. На висоті близько 3 тис. м н.р.м. насиченість гемоглобіну киснем забезпечується на 85%. В основі гірської хвороби лежить гіпоксія — нестача кисню у тканинах організму. При цьому виникає задишка, слабкість, запаморочення, головний біль, часто спостерігається і набряк легень, останнє може призвести до загибелі. На висоті 5 тис. м н.р.м. може настати коматозний стан: внаслідок гіпоксії мозку хворий непритомніє, порушується дихання та кровообіг, відбуваються глибокі зрушення в обміні речовин. 
 
     На людину впливає і зміна у атмосфері концентрації озону. Виснаження озонового шару призводить до підвищення рівня ультрафіолетового випромінювання і, як вже раніше вказувалось, може призвести до таких патологій, як рак шкіри, пригнічення імунної системи та катаракти. Великі концентрації озону в повітрі спричиняють отруєння людини (втома, роздратованість, задушливий кашель, запаморочення і т.п.). 
 
     Необхідно відмітити, що дія фізичних факторів навколишнього середовища не завжди є лише прямою, досить часто вони впливають на організм людини опосередковано. Наприклад, підвищення вмісту СО2 у повітрі змінює характер теплового випромінювання з атмосфери у космос, спричинюючи так званий парниковий ефект. Аналіз впливу процесу глобального потепління, яке відбувається на планеті, засвідчив вірогідний його зв’язок із поширеністю паразитів та збудників інших інфекційних захворювань. Підвищення температури у результаті потепління посилює біологічну активність і сприяє розмноженню переносників інфекційних хвороб — комарів, мух та ін.  
 
     Таким чином, основою впливу навколишнього середовища на організм людини є геліофізична активність, яка проявляється на Землі як безпосередньо (радіовипромінювання, інфрачервоне випромінювання Сонця та видиме світло), так і опосередковано (зміна метеочинників). Зовнішнє середовище передусім впливає на нервову систему організму.

Згадаємо ще про біотичний компонент.

Питання взаємовідносин людини з тваринним світом, у тому числі існування та поширення низки небезпечних заразних хвороб, які передаються від тварин до людей, також належать до медичних проблем екології.  
 
     Академік Павловський створив вчення про природні осередки низки інфекційних хвороб. Вчений показав, що в природі існують осередки багатьох заразних хвороб, в яких збудник зберігається завдяки переходу від однієї тварини до іншої. Багато природно–опосередкованих інфекцій передаються кровосисними комахами (кліщі, блохи, москіти, комарі), наприклад: чума, жовта лихоманка, малярія. 
 
     Природний осередок заразної хвороби являє собою ділянку території з певним географічним ландшафтом, на якому в процесі еволюції збудників інфекції, тварин і переносників склалися стійкі міжвидові взаємовідносини, які не залежать від існування людини. 
 
     Проте у процесі антропогенних змін у навколишньому середовищі можливе виникнення несподіваних епідеміологічних ситуацій та процесів внаслідок впливу людини на природу. Вчені виділяють наступні 3 типи цих наслідків: 
 
     1. Безпосередні, за типом «короткого замикання» (наприклад, захворювання серед осіб, які прибувають на території, що розташована в межах не виявлених ареалів хвороб, — завезені спалахи захворювань); мають, як правило, локальну пристосованість; виявляють їх досить швидко. 
 
     2. Опосередковані (наприклад, зміна ареалів зоонозів та їх структури внаслідок розвитку тваринництва і меліорації земель; зміна ролі водного чинника в епідеміологічному процесі внаслідок урбанізації); мають багато східцеві просторові причино–наслідкові зв’язки і «розлиту» територіальну пристосованість, виявляють їх повільніше. 
 
     3. Віддалені (пов’язані з антропогенними змінами ландшафтів та екосистем, шляхів циркуляції збудників і умов формування їх генофонду); часто мають планетарний та віковий характер.

IІІ Висновки

Відносини людини з природою, технікою та суспільством є багатогранними й складними і охопити їх в усій повноті та глибині дуже важко. Тому, розглядаючи основні питання безпеки життєдіяльності, доцільно використати модель життєдіяльності людини - спрощену систему, яка володіє сукупністю головних властивостей реального існування.

Життя - це особлива форма існування матерії, суттєвим моментом якої є постійний обмін енергією та речовинами. Організація живої матерії має декілька рівнів: від окремої клітини до цілісного організму, сукупності живих організмів. Модель побудована на рівні окремого людського організму. Будь-який обмін передбачає взаємодію живого організму, в тому числі і людини, з усім її оточенням. Отже, головним елементами моделі є людина і все, що її оточує, - довкілля. Довкілля умовно поділяють на природну сферу (все, що створено природою) та техногенну сферу (все, що створено людиною). Взаємодія живих об'єктів неможлива без прояву активності. Активність як і організація живої матерії має також декілька рівнів. Праця, навчання, сон, відпочинок, приймання їжі, заняття спортом, творчість та ін. - це приклади різних видів активності людини на макрорівні. Сукупність різних видів активності і формує поняття життєдіяльності людини.