Эволюция системы «человек-среда обитания»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

 

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КГЭУ»)

 

 

Кафедра ИЭР

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине: Медико-биологические основы безопасности

«Эволюция системы «человек-среда обитания»

 

 

 

 

 

 

Выполнили: Фаррахова Л.А.

Шаяхметова А.А.

Проверили: Бариева Э.Р.

Серазеева Е.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Казань, 2014

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………...…3

Глава 1. Система «человек – среда обитания» и этапы ее развития…………...6

1.1 Техносфера. Закономерности и показатели ее развития….…………7

1.2 Антропогенное воздействие на техносферу…………………..…….10

Заключение……………………………………………………………………….16

Список использованной литературы…………………………………………...17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Человек от рождения имеет неотъемлемые права на жизнь, свободу и стремление к счастью. Свои права на жизнь, отдых, охрану здоровья, благоприятную окружающую среду, труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены, он реализует в процессе жизнедеятельности. Они гарантированы Конституцией Российской Федерации [3].

Известно, что «жизнь - форма существования материи». Это позволяет утверждать, что человек существует в процессе жизнедеятельности, состоящем из его непрерывного взаимодействия со средой обитания в целях удовлетворения своих потребностей. Понятие «жизнедеятельность» шире понятия «деятельность», поскольку включает в рассмотрение не только трудовой процесс человека, но и условия его отдыха, быта и миграции в окружающей среде.

Основным принципом существования и развития всего живого является принцип обязательности внешнего воздействия: «Живое тело развивается и существует лишь при наличии внешних воздействий на него». Саморазвитие живого тела невозможно.

Реализация этого принципа в природе достигается взаимодействием живого тела с окружающей его природной средой, а в иных условиях -взаимодействием всего живого с окружающей его средой обитания.

Изучением состояния среды обитания и процессов взаимодействия существ со средой обитания занимается экология - наука о доме. По мнению Б.А. Немировского, экология - это биологическая наука, занимающаяся «изучением коллективного сосуществования живых организмов в одной коммунальной квартире под названием «окружающая среда»».

С конца XIX века начали происходить значительные изменения в окружающей человека среде обитания. Биосфера постепенно утрачивала свое господствующее значение и в населенных людьми регионах стала превращаться в техносферу. Вторгаясь в природу, законы которой еще далеко не познаны, создавая новые технологии, люди формируют искусственную среду обитания - техносферу. Если учесть, что нравственное и общекультурное развитие цивилизации отстает от темпов научно-технического прогресса, становится очевидным увеличение риска для здоровья и жизни современного человека. В новых техносферных условиях все чаще биологическое взаимодействие замещается процессами физического и химического взаимодействия, причем уровни физических и химических факторов воздействия в прошлом веке непрерывно нарастали, часто оказывая негативное влияние на человека и природу. Тогда в обществе возникла необходимость в защите природы и человека от негативного влияния техносферы [1].

Антропогенные, то есть вызванные деятельностью человека, изменения окружающей среды приобрели во второй половине XX века такие размеры, что человек прямо или косвенно сам стал их жертвой. Антропогенная деятельность, не сумевшая создать техносферу необходимого качества как по отношению к человеку, так и по отношению к природе, явилась первопричиной многих негативных процессов в природе и обществе.

Таким образом, техносферу необходимо рассматривать как бывший регион биосферы, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям.

Как отмечает академик А. Л. Яншин (р. 1911), даже вторая мировая война с ее колоссальными негативными последствиями не нарушила сложившегося в природе равновесия. Однако затем положение в корне изменилось. Начался бурный рост численности населения, причем росло число городских жителей. Это вызвало увеличение урбанизированных площадей, включая свалки, дороги, проселки и так далее, что привело к деградации природы, резко сократило ареалы распространения многих растений и животных из-за вырубки лесов, роста поголовья скота, применения гербицидов, пестицидов, удобрений. Возникла проблема захоронения ядерных отходов и много других проблем.

Воздействие человека на среду, согласно законам физики, вызывает ответные противодействия всех ее компонентов. Организм человека безболезненно переносит те или иные воздействия до тех пор, пока они не превышают пределы адаптации. Интегральным показателем безопасности жизнедеятельности является продолжительность жизни. На ранних этапах антропогенеза (для первобытного человека) она составляла приблизительно 25 лет.

Развитие цивилизации, под которой понимается прогресс науки, техники, экономики, сельского хозяйства, использование различных видов энергии, вплоть до ядерной, создание машин, механизмов, применение различных видов удобрений и средств для борьбы с вредителями, значительно увеличивают количество вредных факторов, негативно воздействующих на человека. Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, к росту коммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных негативных воздействий.

Но развивая экономику, человеческая популяция создавала и социально-экономическую систему безопасности. Вследствие чего, несмотря на увеличение количества вредных воздействий, уровень безопасности человека возрастал. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими факторами (улучшение медицинского обслуживания и тому подобное) сказалось на продолжительности жизни людей. В настоящее время средняя продолжительность жизни в наиболее развитых странах составляет около 77 лет.

Так, созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. Появившиеся производственная и городская среды обитания оказались далеки по уровню безопасности от допустимых требований.

Глава 1. Система «человек – среда обитания» и этапы ее развития

Среда обитания по отношению к человеку представляет собой совокупность факторов, способных оказывать воздействие на жизнедеятельность, здоровье и потомство человека.

Длительное время на этапах своего возникновения и развития (этапы собирательства и охоты, начала аграрной цивилизации) человек и общество взаимодействовали только с естественной средой обитания - биосферой. Именно в ней человек из поколения в поколение развивался и совершенствовался на протяжении многих миллионов лет, оставаясь зависимым от состояния биосферы и изменений, происходящих в ней.

С появлением огня (около 10 тыс. лет до н.э.) человек переходит от собирательства и охоты к началу аграрной цивилизации, существенно повышая свои возможности в быту (появление очага и жилища) и в сфере деятельности (скотоводство и подсечно-огневое земледелие на землях, полученных за счет выжигания территорий лесов и лугов). В этот период появляются первые техногенные негативные воздействия.

Этапу аграрной цивилизации (с 8 тыс. лет до н.э. и до середины XIX в.) соответствует взаимодействие человека со средой обитания, основанное главным образом на принципах естественного развития природы и общества. Вместе с тем в этот период увеличилась численность населения Земли и возросла энерговооруженность человека, развивались и совершенствовались орудия труда, транспорт, связь; возникали города и поселки, что существенно улучшило условия обитания людей. В период аграрной цивилизации в биосфере появились и стали развиваться регионы техносферы, непрерывно нарастало антропогенное и техногенное воздействия на природу и человека.

В переходный период (с середины XIX в. до 30 годов XX столетия) существенно возросло техническое оснащение человека (паровые, бензиновые и электрические двигатели, гидроэлектростанции), которое непрерывно наращивалось и на этапе НТР - научно-технической революции (с 30-х годов XX в. до конца XX столетия).

В годы НТР техническая оснащенность человека и общества достигла наивысшего уровня, а техногенные и антропогенные опасности стали определяющими во взаимодействии человека со средой обитания. Широкое развитие и применение в XX столетии получили химические и биохимические процессы, энергетические системы, электронные средства получения и передачи информации. Техносфера стала для человека основной средой обитания [2].

 

1.1 Техносфера. Закономерности и показатели ее развития

Техносфера — регион биосферы, в прошлом преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств с целью наилучшего соответствия человеческим социально-экономическим потребностям.

Природа и общество находятся в одной сети системных взаимодействий.

Формирование техносферы происходит за счет ресурсов биосферы в соответствии с принципом целостности, который выражается законом всеобщей связи вещей и явлений: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

Развитие новых систем может происходить в условиях равновесия или при его отсутствии. Принцип Ле-Шателье, открытый в химии, оказался справедливым в случае биосферных процессов: при внешнем воздействии, выводящем систему из устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия компенсируется. В масштабах биосферы осуществление этого принципа основано на глобальной регуляции окружающей среды.

Устойчивые процессы в биосфере сохраняются при отклонениях менее 1% от положения равновесия. Отклонения в содержании веществ и передаче энергии, равные 1%, соответствуют началу выхода системы из устойчивого состояния, а при отклонениях более 10% системы попадают в ситуацию саморазрушения [4].

Развитие регионов техносферы происходит, как правило, высокими темпами, в режиме разрушения биоты. Во многих случаях биота оказывается полностью вытесненной (промышленные площадки, заводские территории, полигоны, аэродромы и т.п.), а в городах - сохраняется лишь в виде отдельных очагов (скверов, газонов, садов, парков и т.п.).

Оценивая дальнейшее взаимодействие городских биосферных зон с техносферой, следует учитывать закон Хильми о растворении системы в чужой среде (принцип деградации): чем выше разница между островной биосистемой и ее окружением, тем быстрее происходит деградация биоты. Принцип деградации распространяется не только на островные биотехнические системы, но и на граничные зоны между техносферой и биосферой. Чем ближе биосфера расположена к техносфере, тем больше проявляется разрушительное влияние техносферы на биосферу.

Обычно в городах под постройками и транспортом находится до 80% всей территории города, а на долю зон отдыха и зеленых насаждений приходится не более 20% территории города. В то время как для длительного сохранения биоты в зоне города необходимо, чтобы доля застройки и транспортных магистралей не превышала 50% всей территории города

Техносфера активно развивается в условиях действия закона о неустранимости отходов и (или) побочных воздействий производств. Закон об отходах при активном использовании сырьевых и энергетических ресурсов однозначно указывает на неизбежность образования отходов в любом хозяйственном цикле и, как следствие, на наличие опасностей в сфере деятельности человека [6].

Важно понимать, что во многих технологических цепях действует закон постоянства количества отходов: В производственных циклах меняется лишь место возникновения отходов, время их образования или физико-химическая и биологическая форма. Так, использование транспортных средств с электродвигателями (троллейбус, трамвай, метрополитен и др.) существенно уменьшает выбросы загрязняющих веществ в городах, но в целом, выбросы в атмосферу не исчезают - в этих случаях они производятся в зоне расположения ТЭС, производящих электрическую энергию для этих транспортных средств.

Таким образом, в окружающем нас Мире возникли новые условия взаимодействия живой и неживой материи:

- взаимодействие человека с техносферой,

- взаимодействие техносферы с биосферой (природой) и др.

В связи с этим сейчас правомерно говорить о возникновении новой области знаний — «Экология техносферы», где главными «действующими лицами» являются человек и созданная им техносфера. В обществе возникла потребность в защите природы и человека от негативного влияния техносферы.

В процессе жизнедеятельности человек непрерывно взаимодействует не только с естественной средой и техносферой, но и с людьми, образующими так называемую социальную среду. Она формируется и используется человеком для продолжения рода, обмена опытом и знаниями, удовлетворения своих духовных потребностей и накопления интеллектуальных ценностей.

Структурная схема взаимодействия человека современного индустриального общества с компонентами среды обитания — биосферой, техносферой и социальной средой, показана на рис. 1.

 

Рис. 1. Структурная схема взаимодействия человека современного индустриального общества с биосферой, техносферой и социальной средой

 

В последнее столетие непрерывно развиваются техносфера и социальная среда, о чем свидетельствуют все возрастающая доля преобразованных человеком территорий земной поверхности, демографический взрыв и урбанизация населения. Развитие техносферы происходит за счет преобразования природной среды [5].

 

1.2 Антропогенное воздействие  на техносферу

В XX в. на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что |привело к частичной, а в ряду случаев и к полной региональной реградации.

Этим изменениям во многом способствовали:

- высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация;

- рост потребления и концентрация энергетических ресурсов; 
интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства; 

- массовое использование средств транспорта; 

- рост затрат на военные цели и ряд других процессов.

Демографический взрыв. Достижения в медицине, повышение комфортности деятельности и быта, интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности жизни человека и как следствие росту населения Земли. Одновременно с ростом продолжительности жизни в ряде регионов мира рождаемость продолжала оставаться на высоком уровне, и составляла в некоторых из них до 40 человек на 1000 человек в год и более. Высокий уровень прироста населения характерен для стран Африки, Центральной Америки, Ближнего и Среднего Востока, Юго-Восточной Азии, Индии, Китая. Статистические данные о численности населения Земли и тенденции его изменения показаны на рис. 2.

 
 

 
 
Рис. 2. Рост численности населения Земли

 

Существуют несколько прогнозов дальнейшего изменения численности населения Земли. По I варианту (неустойчивое развитие) к концу XXI в. возможен рост численности до 28—30 млрд. человек. В этих условиях Земля уже не сможет (при современном состоянии технологий) обеспечивать население достаточным питанием и предметами первой необходимости. С определенного периода начнутся голод, массовые заболевания, деградация среды обитания и как следствие резкое уменьшение численности населения и разрушение человеческого сообщества. Уже в настоящее время в экологически неблагополучных регионах наблюдается связь между ухудшением состояния среды обитания и сокращением продолжительности жизни, ростом детской смертности.

По II варианту (устойчивое развитие) численность населения необходимо стабилизировать на уровне 10 млрд. человек, что при существующем уровне развития технологий .жизнеобеспечения будет соответствовать удовлетворению жизненных потребностей человека и нормальному развитию общества.

Урбанизация. Одновременно с демографическим взрывом идет процесс урбанизации населения планеты. Этот процесс имеет во многом объективный характер, ибо способствует повышению производительной деятельности во многих сферах, одновременно решает социальные и культурно-просветительные проблемы общества. Численность урбанизированного населения с 1880г по 2000г по данным ООН приведено в таблице 1.

 

Таблица 1

Численность урбанизированного населения с 1880г по 2000г

 

Год	1880	1950	1970	1984	2000
Городское население. %	1.7	13,1	17	50	80...85

 

К 1990г. в США урбанизировано 70% населения, в Российской Федерации к 1995—76%. Москва занимает лишь 21 место среди крупнейших городов мира. Ее население — 9,2 млн. человек.

Урбанизация непрерывно ухудшает условия жизни в регионах, неизбежно уничтожает в них природную среду. Для крупнейших городов и промышленных центров характерен высокий уровень загрязнения компонент среды обитания. Так, атмосферный воздух городов содержит значительно большие концентрации токсичных примесей по сравнению с воздухом сельской местности (ориентировочно оксида углерода в 50 раз, оксидов азота — в 150 раз и летучих углеводородов — в 2000 раз).

Рост энергетики, промышленного производства, численности средств транспорта. Увеличение численности населения Земли и военные нужды стимулируют рост промышленного производства, числа средств транспорта, приводят к росту производства энергетических и потреблению сырьевых ресурсов. Потребление материальных и энергетических ресурсов имеет более высокие темпы роста, чем прирост населения, так как постоянно увеличивается их среднее потребление на душу населения. О неограниченных способностях к росту потребления свидетельствует использование электроэнергии в США. По статистическим данным, в 1970г. США имели 7% населения и 1/3 мирового производства электроэнергии.

Огромны затраты на военные цели. После второй мировой войны на вооружение в мире израсходовано около 6000 млрд. долларов США. Военная промышленность является одним из активных стимуляторов развития техники и роста энергетического и промышленного производства.

Оценивая экологические последствия развития энергетики, следует иметь в виду, что во многих странах это достигалось преимущественным использованием тепловых электрических станций (ТЭС), сжигающих уголь, мазут или природный газ. Об этом свидетельствует и структура производства электроэнергии в СССР (1985 г.): ТЭС—1196 млрд. кВт ч (74,5%), ГЭС—216 млрд. кВт ч (13,5%), АЭС—193 млрд. кВт ч (12%). Выбросы ТЭС наиболее губительны для биосферы [8].

Во второй половине XX в. каждые 12...15 лет удваивалось промышленное производство ведущих стран мира, обеспечивая тем самым удвоение выбросов загрязняющих веществ в биосферу. В СССР в период с 1940 по 1980 гг. возросло производство электроэнергии в 32 раза; стали —в 7,7; автомобилей —в 15 раз; увеличилась добыча угля в 4,7, нефти — в 20 раз. Аналогичные или близкие к ним темпы роста наблюдались во многих других отраслях народного хозяйства. Значительно более высокими темпами развивалась химическая промышленность, объекты цветной металлургии, производство строительных материалов и др. Постоянно увеличивался мировой автомобильный парк: с 1960 по 1990 гг. он возрос с 120 до 420 млн. автомобилей [9].

Развитие сельского хозяйства. Вторая половина XX в. связана с интенсификацией сельскохозяйственного производства. В целях повышения плодородия почв и борьбы с вредителями в течение многих лет использовались искусственные удобрения и различные токсиканты, что не могло не влиять на состояние компонент биосферы. В 1986 г. среднее количество минеральных удобрений на 1 га пашни в мире составило около 90 кг, в СССР и США — более 100 кг, в Европе — 230 кг. При избыточном применении азотных удобрений почва перенасыщается нитратами, а при внесении фосфорных удобрений — фтором, редкоземельными элементами, стронцием. При использовании нетрадиционных удобрений (отстойного ила и т.п.) почва перенасыщается соединениями тяжелых металлов. Избыточное количество удобрений приводит к перенасыщению продуктов питания токсичными веществами, нарушает способность почв к фильтрации, ведет к загрязнению водоемов, особенно в паводковый период [7]. 

Пестициды, применяемые для защиты растений от вредителей, опасны и для человека. Установлено, что от прямого отравления пестицидами в мире ежегодно погибает около 10 тыс. человек, гибнут леса, птицы, насекомые. Пестициды попадают в пищевые цепи, питьевую воду. Все без исключения пестициды обнаруживают либо мутагенное, либо иное отрицательное воздействие на человека и живую природу. В настоящее время отмечаются высокие загрязнения почв фосфорорганическими пестицидами (фозалоном, метафосом), гербицидами (2,4-Д, трефланом, трихлорацетатом натрия) и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, к росту коммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими факторами (улучшение медицинского обслуживания и др.) сказалось на продолжительности жизни людей. К началу XIX в продолжительность жизни человека составляла 35-40 лет, в конце ХХ в – 60-63.

Однако созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. Появившиеся производственная и городская среды оказались далеки по уровню безопасности от допустимых требований.

Появление техносферы привело к тому, что биосфера во многих регионах нашей планеты стала активно замещаться техносферой. На планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. В наибольшей степени экосистемы разрушены в развитых странах — в Европе, Северной Америке, Японии. Здесь естественные экосистемы сохранились в основном на небольших площадях, они представляют собой небольшие пятна биосферы, окруженные со всех сторон нарушенными деятельностью человека территориями, и поэтому подвержены сильному техносферному давлению [10].

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Арустамов Э.А. Безопасность  жизнедеятельности: учебник для  вузов. – М.: “Дашков и К0”, 2009. – 104с.

2. Бакаева Т.Н. Безопасность  жизнедеятельности. Часть II: Безопасность  в условиях производства: Учебное  пособие. - Таганрог: ТРТУ, 2008. – 216с.

3. Безопасность жизнедеятельности: Тексты лекций / Сост.: А.И. Павлов. –  М.: МИЭМП, 2007. – 133с.

4.  Белов С.В. Безопасность  жизнедеятельности: учебник для  вузов – М.: Высшая школа, 2008. – 45с.

5. Климова В. И. Человек и его  здоровье: Учеб. Пособие для студ. учреждений сред.проф. образования - М., 2008.- 211 с.

6. Кукин П.П. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность  и охрана труда /П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Пономарев – М.: Высшая школа, 2009. –312 с.

7. Лазарев Н.В., Гадаскина И.Д. (Ред.). Вредные вещества в промышленности. 111. Неорганические и элементорганические соединения. Справочник для химиков, инженеров и врачей. - Л.: Химия, 1997. - 607 с.

8. Оксигендлер Г.И. Яды и организм. Проблемы химической опасности. - СПб.: Наука, 2005. - 217 с.

9. Толоконцев Н.А., Филов В.А. (Ред.). Основы промышленной токсикологии (руководство). - Л.: Медицина, 2006. - 207 с.

10. Экология и безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие под редакцией  Л.А. Муравья, М., ЮНИТИ-Дана, 2010. – 143c.