Современный мир опасностей (ноксосфера)

1.

Лекция 2. Современный мир опасностей (ноксосфера).

2.

ВОПРОСЫ ЛЕКЦИИ:
1. Естественные и естественно-техногенные опасности.
Взаимодействие человека с окружающей средой.
2. Повседневные естественные опасности.
3. Опасности стихийных явлений.
4. Антропогенные и антропогенно-техногенные
опасности.

3.

1. Естественные и естественно-техногенные
опасности. Взаимодействие человека с
окружающей средой.
Естественные опасности возникают при изменении
абиотических факторов биосферы и при стихийных
природных явлениях.

4.

Энергообмен человека
Совокупность всех химических реакций в организме,
необходимых для обеспечения его веществом и энергией,
называется обменом веществ.
Виды обмена:
Основной обмен.
Обмен при различных видах деятельности.

5.

Основной обмен характеризуется величиной всех затрат энергии
в организме при полном мышечном покое, в стандартных условиях
(при комфортной температуре окружающей среды,
спустя 12...16 ч после приема пищи, в положении лежа).
Эта энергия тратится только на поддержание жизни в теле человека.
Для человека массой 70 кг общие затраты энергии
при основном обмене составляют 294 кДж/ч, что соответствует
мощности 81,7 Вт.

6.

Затраты энергии при мышечной работе зависят от
ее напряженности и продолжительности.
Затраты энергии на ходьбу зависят от скорости
передвижения человека и составляют примерно
175, 245 и 315 Вт при значениях
скорости 3, 4 и 5 км/ч.
Расход энергии (Вт) при различных видах деятельности
(при мышечной работе различной интенсивности):
Сон..................................67,5 …..71,1
Легкая сидячая работа....................116,4...125
Легкая физическая работа.................408,3...583,3
Тяжелая физическая работа............583.3...875

7.

При интенсивной интеллектуальной работе потребности мозга
в энергии составляют 15...20 % основного обмена.
Превышение суммарных энергетических затрат
при умственной работе определяется степенью
нервно-эмоциональной напряженности.
Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %,
при выступлении с публичной лекцией — на 94 %,
у операторов вычислительных машин — на 60... 100 %.

8.

Суточные энергозатраты (МДж):
Работники умственного труда (врачи, педагоги,
диспетчеры и др.)......10,5...11,7
Работники механизированного труда и сферы обслуживания
(медсестры, продавцы, рабочие, обслуживающие
автоматы).......11,3...12,5
Работники, выполняющие работу средней тяжести
(станочники, шоферы, хирурги, литейщики,
сельскохозяйственные рабочие и др.) . . . 12,5... 15,5
Работники, выполняющие тяжелую работу
(лесорубы, грузчики, горнорабочие, металлурги)........16,3...18

9.

Закон минимума Ю. Либиха (1840 г.):
«Выносливость организма определяется
слабым звеном в цепи его потребностей;
его жизненные возможности лимитируются
факторами, количество и качество которых
близко к необходимому организму минимуму.
Дальнейшее снижение или ухудшение этих
факторов ведет организм к гибели»

10. Теплообразование и температура тела человека

Тепломассообмен тела человека с окружающей
средой – процесс, в результате которого отводится
организмом теплота Qвыр, а температура тела поддерживается на определенном уровне, обеспечивающем
нормальное протекание обменных реакций в организме
человека.
Жизнедеятельность организма человека возможна
при температуре тела не ниже (+25) – (+43) °С.
Основное количество теплоты (65 - 70 %) вырабатывается
в мышцах тела человека.

11.

Количество теплоты (Вт), выделяющейся в теле
человека при различных физических нагрузках
и температуре воздуха в помещении:
Интенсивность
работы
Температура воздуха в помещении, °С
10
15
20
25
30
35
Состояние покоя
Легкая работа
Работа средней тяжести
Тяжелая работа
163
180
215
291
145
157
210
291
116
151
204
291
93
145
198
291
93
145
198
291
93
145
198
291

12.

Механизмы теплообмена:
• Радиационный (лучистый)
• Конвективный
• Транспирационный (посредством испарения влаги)
Количество отводимой в окружающую среду теплоты:
Qотв Qк Qр QП QД
Где Qк , Qр , QП , QД - количество теплоты, отводимой за счет
конвекции, радиации (излучения), испарения пота и
дыхания соответственно, Вт.

13.

Конвективный теплообмен определяется
законом Ньютона:
Qк к Fэ (Tк Tос )
где к — коэффициент теплоотдачи конвекцией при
нормальной температуре (4,06 Вт/м2 • °С);
Тк — температура кожи тела человека (зимой среднее
значение температуры кожи около 27,7 °С, летом около
31,5 °С);
Тос —температура окружающей воздушной среды, °С;
Fэ — площадь эффективной поверхности тела человека
(для практических расчетов эту площадь принимают
равной 1,8 м2).
Интенсивность и направление конвективного теплообмена тела
человека с окружающей средой определяется в основном
температурой Тос и подвижностью окружающего воздуха W

14.

Радиационный теплообмен описывается
Законом Стефана - Больцмана:
Qp Cпр Fк (Tк /100)4 (Tоп /100) 4
где Спр — приведенный коэффициент излучения, Спр = 4,9 Вт/(м2.К4);
FK — площадь поверхности кожи, излучающей лучистый поток, м2;
— коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров
поверхностей и показывающий долю лучистого потока, излучаемого
поверхностью пламени (на практике =1);
Тк — средняя температура кожи, К;
Топ — средняя температура окружающих поверхностей, К.

15.

Количество теплоты, отдаваемое телом человека
в окружающую среду при испарении пота:
QП М П r
где Мп — масса испарившегося пота, г/с; r — скрытая теплота
испарения пота, Дж/г (для воды r = 2450 Дж/г).
Количество пота (г/ч), выделяемого телом человека при
различных физических нагрузках и температуре воздуха
в помещении
Интенсивность работы
Состояние покоя
Легкая работа
Работа средней тяжести
Тяжелая работа
Температура воздуха в помещении, °С
10
15
20
25
30
35
30
40
40
50
75
115
40
55
75
115
150
200
70
110
140
185
230
280
135
185
240
295
355
415

16.

Количество теплоты, расходуемой на нагревание
вдыхаемого воздуха:
QД Vлв вдС р (Tвыд Tвд )
где Vm — объем воздуха, вдыхаемого человеком в единицу времени,
«легочная вентиляция», м3/с;
рвд — плотность вдыхаемого воздуха, кг/м3;
Ср — удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, кДж(кг • °С);
Твыд — температура выдыхаемого воздуха, °С;
Твд — температура вдыхаемого воздуха, °С.

17.

Показатели выделения теплоты телом человека, находящегося в
спокойном состоянии в зависимости от температуры окр. среды:
1 – теплота, выделяемая при испарении пота,
2 – теплота, выделяемая путем конвекции,
3 – теплота, выделяемая излучением.

18.

Тепловой комфорт - нормальное тепловое
состояние организма человека, наблюдается при
условии, когда вся вырабатываемая организмом
теплота передается телом окружающей среде:
Qвыр Qотв
• При Qвыр > Qотв теплота накапливается в теле
человека, его температура повышается и
человеку «жарко»,
• При Qвыр < Qотв возникает дефицит теплоты в
теле человека, его температура падает и
человеку «холодно».

19. 2. Повседневные естественные опасности

К повседневным абиотическим факторам
относятся:
1. климатические (атмосферные) факторы
(температура и влажность воздуха, скорость
ветра, атмосферное давление, газовый состав
воздуха, осадки, прозрачность атмосферы,
излучение Солнца и др.)
2. факторы водной среды (температура воды, ее
состав, кислотность и др.)
3. почвенные факторы (состав, кислотность,
температура и др.)
4. топографические факторы (высота над уровнем
моря, крутизна склона и др.)

20.

Для человека определены максимальные значения
допустимой температуры в зависимости от
длительности их воздействия и используемых средств
защиты.
Переносимость организмом человека высоких
температур зависит от:
влажности - высокая влажность воздуха уменьшает
скорость испарения пота, что ухудшает теплосъём с
поверхности кожи и ведет к перегреву тела человека
скорости движения воздуха.

21.

22.

3. Опасности стихийных явлений
Стихийные явления:
землетрясения;
наводнения;
штормовые ветры,
снежные метели и заносы;
оползни;
карстовые явления;
процессы просадки и провалы;
грозы и т. п.

23.

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Под землетрясением понимают подземные
толчки и колебания земной поверхности, возникающие
в результате смещений и разрывов в земной коре
или в верхней части мантии и передающиеся на большие
расстояния в виде упругих волновых колебаний.
Землетрясение относится к внезапно возникающему
и быстро распространяющемуся стихийному бедствию.
По причине возникновения землетрясения делятся на
природные и антропогенные.
По источникам природные землетрясения делятся на
тектонические, вулканические, провальные,
связанные с ударами о Землю космических тел,
наведенные землетрясения.

24.

Основной поражающий фактор землетрясения —
сейсмические волны, расходящиеся от очага во всех
направлениях.
Скорость распространения продольных волн — 8 км/с,
поперечных — 5 км/с, поверхностных — 2 км/с.
Сейсмологи всего мира узнают о сильном
землетрясении примерно через 20-25 мин путем регистрации
этих волн специальными приборами — сейсмографами.

25.

Интенсивность землетрясения измеряется
по шкале Рихтера или по Международной
сейсмической шкале MSK-64 (шкале Меркалли).
Американский сейсмолог Д. Ф. Рихтер разработал
9-балльную шкалу оценки силы землетрясений,
которая основывается на измерении величины энергии,
освобождаемой землетрясением в точке происхождения.
Итальянский сейсмолог Я. Меркалли предложил
12-балльную систему оценки интенсивности
землетрясений. В ее основу положен принцип оценки
силы землетрясения в зависимости от степени
разрушений строений и количества погибших людей.
Для оценки интенсивности землетрясения
используется магнитуда (М), измеряемая в джоулях (Дж).
В России для оценки интенсивности землетрясений
принята шкала Меркалли.

26.

27.

28. Наводнения

Причины возникновения наводнений:
• половодья, обычно весенние;
• наводнения из-за скопления на реках
льда;
• наводнения, вызванные подъемом
закрытых морей (Каспийское море);
• нагонные наводнения (река Нева);
• наводнения, вызванные подводными
землетрясениями;
• наводнения из-за прорывов плотин.

29. ШТОРМОВЫЕ ВЕТРЫ, СНЕЖНЫЕ МЕТЕЛИ И ЗАНОСЫ

Циклон — это замкнутая область атмосферного
возмущения с пониженным давлением в центре
и вихревым движением воздуха против часовой
стрелки в Северном полушарии.
Зимой при прохождении циклонов возникают метели.
Метели делятся на (по силе ветра):
слабые, обычные, сильные, очень сильные
и сверхсильные.
Метели делятся (по интенсивности
переноса снега) на :
верховые, низовые и общие.

30.

Сила ветра по шкале Бофорта

31. Оползни

Оползень - смещения на более низкий
уровень масс горных пород по склону
под воздействием собственного веса и
дополнительной нагрузки.
Причины оползней:
• подмыв склона,
• переувлажнение склона,
• сейсмические толчки,
• хозяйственная деятельность человека.

32. Карстовые явления

Проявляются при растворении, выщелачивании
или механическом размывании пород грунта
подземными водами, в толще земли образуются
пустоты, пещеры, вертикальные воронки и
колодцы, а на поверхности земли - просадки и
провалы.
Карст образуется только при наличии в толще
земли легко размываемых пород — известняков,
доломитов, мела, гипса и др.

33.

ГРОЗЫ
На всей Земле ежегодно
проходит порядка
16 млн. гроз
и каждую секунду сверкает
около 100 молний.
Больше всего гроз
регистрируется в местечке
Бунтензорг на острове Ява
(322 грозовых дня).
Основной поражающий
фактор – воздействие
молнии.
Возможные последствия:
разрушения,
пожары и гибель людей.
Вероятность гроз для Москвы
и суши Земного шара

34.

4. Антропогенные и антропогеннотехногенные опасности
К антропогенным опасностям относят неправильные
или несанкционированные действия людей (групп лиц).
Опасности называются антропогенно-техногенными
если они возникают в следствии деятельности человека при
его
взаимодействии
с
техническими
системами
или
современными технологиями.

35. Взаимосвязь человека с технической системой

К сенсорному (чувствительному) полю относят
комплекс сигналов, которые воспринимаются
человеком непосредственно от системы (шум,
вибрация, ЭМП и т. д.) и из ряда сигнальных
показаний приборов, индикаторов и т. п.
К сенсомоторному полю относят комплекс сигналов
от органов управления — рычагов, ручек, кнопок и т. д.

36. ВИДЫ СОВМЕСТИМОСТИ ЧЕЛОВЕКА И ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ:

1.
2.
3.
4.
5.
Биофизическая
Энергетическая совместимость
Пространственно-антропометрическая
Технико-эстетическая
Информационная

37. Аксиома о потенциальной опасности деятельности человека:

«Реакция человека на внешние
раздражения может быть ошибочной
и сопровождаться антропогеннотехногенными опасностями»

38.

Антропогенно-техногенные опасности
могут возникать из-за :
1. принятия неправильного решения
(непреднамеренно);
2. нарушения трудоспособности и
здоровья работающего;
3. сознательных действий человека

39.

Серьезную угрозу возникновения
антропогенно-техногенных опасностей
представляет внезапное или преднамеренное (из-за применения алкоголя,
наркотиков или других токсикантов)
нарушение трудоспособности и
здоровья работающих и, прежде всего,
операторов технических систем.

40.

Антропогенно-техногенные опасности,
возникающие в результате сознательных
действий человека:
• терроризм,
• военные конфликты,
• сознательное нарушение правил
поведения и т. п.