Связь организма человека с внешней средой и ее влияние на здоровье. Организм и окружающая среда
Развитие организма как целостной системы. Системы организмов и биота Земли.
Организм и окружающая среда
Следуя экологическому подходу, можно мысленно вычленить из мира живой природы, всего многообразия живых организмов только одну особь . Эта условно изолированная особь (например, заяц) будет находиться под воздействием толькофакторов окружающей среды, среди которых основными окажутся климатические. Именно они, прежде всего температура, влажность, освещенность и др., имеют определяющее значение в распространении тех или иных видов на Земле. Кроме того, для водных организмов особое значение приобретает вода как единственная среда обитания, а для наземных растений огромную роль играют физические и химические свойства почвы. Изучение действия различных природных факторов на отдельный (искусственно изолированный организм) есть первое и наиболее простое подразделение экологии –аутэкология или факториальная экология .
Среда с позиции экологии. Организм является начальной, основной единицей обмена веществ. Именно с организма и начинается цепочка взаимоотношений живой материи, ее нельзя прервать ни на одном уровне. Очевидно, что существует глубокая связь между организмом и окружающей средой.
Среда –комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. В широком смысле это материальные тела, явления и энергия, воздействующие на организм.
Существует значительное разнообразие понятия «среда» в зависимости от степени конкретизации. Так, внешняя среда рассматривается как совокупность сил и явлений природы, ее вещество и пространство, любая деятельность человека (организма), находящаяся вне рассматриваемого объекта или субъекта и необязательно непосредственно контактирующая с ним. Понятие окружающая среда – то же, что и среда внешняя, но она находится в непосредственном контакте с объектом или субъектом. Термин, очевидно, требует определяющего дополнения: среда, окружающая кого? что? Поэтому более правильно говорить «окружающая человека среда» и т.д. Различают также природную среду (сочетание естественных и измененных деятельностью человека факторов живой и неживой природы, которые проявляют эффект воздействия на организм), среду абиотическую (все силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов) и среду биотическую (силы и явления природы, которые обязаны своим происхождением жизнедеятельности ныне живущих организмов).
Имеет место и конкретное пространственное понимание среды, как непосредственного окружения организма, – это его среда обитания . К ней относят только те элементы, с которыми данный организм вступает в прямые или непрямые отношения, т.е. это все то, среди чего он живет.
Влияние среды на организм. Организм, испытывая потребность в притоке вещества, энергии и информации, полностью зависит от среды. Уместно здесь привести закон, открытый российским ученым К.Ф. Рулье: результаты развития (изменений) любого объекта (организма) определяются соотношением его внутренних особенностей и особенностей той среды, в которой он находится . Этот закон, иногда называемый первым экологическим законом жизни, имеет общее значение, так как в равной мере относится к живой и неживой материи, а также социальной сфере.
Эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей, носит названиеадаптации .
Способность к адаптациям – одно из основных свойств жизни вообще, поскольку обеспечивает саму возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. При этом адаптации способны проявляться на самых разных уровнях: от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экосистем.
Каждый организм реагирует на окружающую среду в соответствии со своей генетической конституцией. Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма гласит: до тех пор, пока среда, окружающая определенный вид организмов, соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям, этот вид может существовать. Резкое изменение условий среды обитания может привести к тому, что генетический аппарат вида не сможет приспособиться к новым условиям жизни. Сказанное в полной мере относится и к человеку.
Влияние живых организмов на среду. Организмы и сами способны существенно воздействовать на среду. Так, их жизнедеятельность значительно влияет на газовый состав атмосферы. Это связано, в частности, с тем, что в результате фотосинтеза зеленых растений в атмосферу поступает кислород. Диоксид углерода, напротив, извлекается из атмосферного воздуха растениями и вновь поступает туда в процессе разложения остатков погибших организмов.
На предел воздействия организмов на среду обитания указывает другой экологический закон жизни (Куражковский Ю.Н.): каждый вид организмов, потребляя из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в нее продукты своей жизнедеятельности, изменяет ее таким образом, что среда обитания становится непригодной для его существования .
Таким образом, организмы испытывают воздействие постоянно меняющихся условий среды, но и сами способны изменять эти условия.
Цель лекции: объяснить уровни организации живых организмов, дать понятие о средах жизни и среде обитания. Ознакомить различными адаптационными возможностями организмов к среде обитания.
План лекции:
1. Уровни организации живых организмов
2. Потенциальные возможности размножения организмов
3. Основные среды жизни. Понятие о среде обитания
4. Пути приспособления организмов к среде
Основные понятия по теме: уровни организации: тканевый, молекулярный, клеточный, организменный, популяция, биоценоз, биосфера, нектон, планктон, бентос, геофильтратор, геофилы, геоксены, микробиота, мезобиота, макробиота.
В экологии организм рассматривается как целостная система, взаимодействующая с внешней средой, как абиотической, так и биотической.
Выделяют главные уровни организации жизни - ген, клетка, орган, организм, популяция, биоценоз, экосистема, биосфера.
Молекулярный -самый низкий уровень, в котором биологическая система проявляется в виде функционирования биологически активных крупных молекул – белков, нуклеиновых кислот, углеводов; клеточный – уровень, на котором биологически активные молекулы сочетаются в единую систему. В отношении клеточной организации все организации подразделяются на одноклеточные и многоклеточные; тканевый – уровень, на котором сочетание однородных клеток образует ткань; органный – уровень, на котором несколько типов тканей функционально взаимодействует и образуют определенный орган; организменный – уровень, на котором взаимодействие ряда органов сводится в единую систему индивидуального организма; популяционной – видовой, где существует совокупность определенных однородных организмов, связанных единством происхождения, образом жизни и местам обитания; биоценоз и экосистема – более высокий уровень организации живой материи, объединяющий разные по видовому составу организмы; биосферный – уровень, на котором сформировалась природная система наиболее высокого, охватывающая все проявления жизни в пределах нашей планеты. На этом уровне происходят все круговороты вещества в глобальном масштабе связанные с жизнедеятельностью организмов (см. рис 1).
Из всех вышеуказанных уровней организации жизни объектом исследования экологии является только лишь надорганизменные компоненты данной структуры, начиная с организмов включая биосферу.
Окружающий нас мир состоит из организмов. Любой организм смертен и рано или поздно погибает, а жизнь на Земле продолжается и процветает уже около 4 млрд. лет.
Рис.1 Уровни организации живых организмов
Живые организмы постоянно воспроизводят себя в веренице поколений, что не свойственно телам неживой природы. Именно способность к размножению позволяет видам существовать в природе очень долго, несмотря на то, что каждая особь живет ограниченное время. Способность к самовоспроизведению – главное свойство жизни. Даже самый медленно размножающийся вид способен в короткое время произвести столько особей, что для них не хватит места на земном шаре. Например, всего за пять поколений, т.е. за один – полтора летних месяца, одна единственная тля может оставить более 300 млн. потомков. Если дать видам размножаться свободно, без ограничений, численность любого из них росла бы в геометрической прогрессии, несмотря на то, что одни производят за всю жизнь всего несколько яиц или детенышей, а другие – тысячи и даже миллионы зародышей, которые могут вырасти во взрослые организмы. Фактически во всех живых организмах заложена способность размножаться беспредельно. Однако не один вид не в состоянии реализовать до конца ту безграничную способность к размножению, которой он обладает. Главный ограничитель к беспредельному размножению организмов – нехватка ресурсов, самых необходимых: для растений – минеральных солей, углекислого газа, воды, света; для животных – пищи, воды; для микроорганизмов – разнообразных потребляемых ими соединений. Запасы этих ресурсов не бесконечны, и этим сдерживается размножение видов. Второй ограничитель – влияние различных неблагоприятных условий, замедляющих рост и размножение организмов. Например, рост и вызревание растений сильно зависят от погоды, в частности от изменения температуры и т.д. В природе происходит также огромный отсев, гибель уже произведенных на свет зародышей или подрастающих молодых особей. Например, тысячи желудей, которые ежегодно производит один большой дуб, оказывается съеденными белками, кабанами и т.п., или поражаются грибками и бактериями, или гибнут на стадии проростков по разным причинам. В результате лишь из считанных желудей вырастают взрослые деревья. Подмечена одна важная закономерность: высокой плодовитостью отличаются именно те виды, у которых очень велика гибель особей в природе. Таким образом, высокая плодовитость не всегда приводит к высокой численности вида. Выживание, рост и размножение, численность организмов является результатом их сложных взаимодействий со средой обитания.
Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком в результате его хозяйственной деятельности. К окружающей среде относится вся природная среда (возникшая на Земле вне зависимости от человека) и техногенная среда (созданная человеком). Понятие окружающая среда было введено биологом Я. Юкскюлем, который считал, что живые существа и среды их обитания взаимосвязаны между собой и образуют вместе единую систему - окружающую нас действительность. В процессе приспособления к окружающей среде организм, взаимодействуя с ней, отдает и принимает различные вещества, энергию, информацию. Окружающая среда – это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние и функционирование. Среда, обеспечивающая возможность жизни организмов на Земле, очень разнообразна.
На нашей планете можно выделить четыре качественно отличные среды жизни: водную, наземно–воздушную, почвенную и живые организмы. Сами среды жизни также очень разнообразны. Например, вода как среда жизни может быть морской или пресной, текучей или стоячей. В этом случае говорят о среде обитания. Например, озеро является средой обитания в водной среде. Организмы обитающие в водной среде – гидробионты по месту обитания подразделяются: на нектон, планктон и бентос. Нектон – это совокупность плавающих, свободно перемещающихся организмов. Они способны преодолевать большие расстояния и сильные течения (киты, рыбы, и др). Планктон –это совокупность плавающих организмов, которые перемещаются главным образом с помощью течений, не способны к быстрым перемещениям (водоросли, простейшие, ракообразные). Бентос –совокупность организмов, обитающих на дне водоемов медленно передвигающиеся или прикрепленные (водоросли, актиния и т.д.) В свою очередь, в средах обитания различают местообитания. Так, в водной среде жизни, в среде обитания –озере, можно выделить местообитания: в толще воды, на дне, у поверхности и т.д. В водной среде обитают около 150 000 видов. Основные абиотические факторы водной среды: температура воды, плотность и вязкость воды, прозрачность воды, соленость воды, световой режим, кислород, кислотность воды. Водные организмы обладают меньшей экологической пластичностью, чем наземные, так как вода –более стабильная среда, и факторы ее претерпевают сравнительно незначительные колебания. Одной из особенностей водной среды является наличие в ней большого количества мелких частиц органического вещества – детрита, образующегося за счет отмирающихся растений и животных. Детрит для многих водных организмов представляет собой высококачественную пищу, поэтому некоторые из них, так называемые биофильтраторы, приспособлены добывать его с помощью специальных микропористых структур, процеживая воду и задерживая взвешенные в ней частицы. Такой способ питания называется фильтрацией: к биофильтраторам относятся двустворчатые моллюски, сидячие иглокожие, асцидии, планктонные ракообразные и другие. Животные – биофильтраторы играют большую роль в биологической очистке водоемов.
Организмы обитающие на поверхности Земли, окружены газообразной средой, характеризующейся низкой влажностью, плотностью и давлением, а также высоким содержанием кислорода. Действующие в наземно-воздушной среде экологические факторы отличаются рядом специфических особенностей: по сравнению с другими средами свет здесь действует интенсивнее, температура претерпевает более сильные колебания, влажность значительно изменяется в зависимости от географического положения, сезона и времени суток. Воздействие почти всех перечисленных факторов тесно связано с движением воздушных масс – ветрами. У организмов – обитателей наземно-воздушной среды в процессе эволюции выработались специфические анатома – морфологические, физиологические, поведенческие и другие адаптации. У них появились органы, обеспечивающие непосредственное усвоение атмосферного воздуха; сильное развитие получили скелетные образования, поддерживающие тело в условиях незначительной плотности среды; вырабатывались сложных приспособления для защиты от неблагоприятных факторов; установилась более тесная связь с почвой; выработалась большая подвижность животных в поисках пищи; появились летающие животные и переносимые воздушными течениями плоды, семена, пыльца растений. Для наземно-воздушной среды характерна четко выраженная зональность; различают широтные и меридиональные, или долготные природные зоны. Первые тянутся с западе на восток, вторые с севера на юг.
Почва как среда жизни обладает своеобразными биологическими особенностями, поскольку тесно связана с жизнедеятельностью организмов. Почвенные организмы по степени связи со средой обитания разделяются на три основные группы:
Геобионты – постоянные обитатели почвы, весь цикл их развития протекает в почве (дождевые черви);
Геофилы – животные, часть цикла развития которых проходит в почве. К ним относятся большинство насекомых: саранчовые, комары, долгоножки, жуки и т.д.;
Геоксены – животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища (таракановые, грызуны, млекопитающие, живущие в норах).
По размерам и степени подвижности почвенные обитатели делятся на группы:
Микробиота – почвенные микроорганизмы, составляющие основное звено детритной пищевой цепи (зеленые и сине-зеленые водоросли, бактерии, грибы, простейшие);
Мезобиота – сравнительно мелкие подвижные животные насекомые, дождевые черви и другие животные вплоть до роющих позвоночных;
Макробиота – крупные относительно подвижные насекомые, дождевые черви и другие животные (роющие позвоночные).
Верхние слои почвы содержат массу корней растений. В процессе роста, отмирания и разложения они разрыхляют почву, создавая определенную структуру, а вместе с тем и условия для жизни других организмов. Количество организмов в почве огромно, однако в связи со сглаженностью экологических условий все они отличаются «выравненностью группового состава», кроме того, для них характерна повторяемость в различных климатических зонах.
Другой, прямо противоположенный способ выживания организмов связан с поддержанием постоянства внутренней среды, несмотря на колебания воздействий внешних факторов. Например, птицы и млекопитающие – поддерживают внутри себя постоянную температуру, оптимальную для биохимических процессов в клетках тела. Многие растения способны переносить сильные засухи и расти даже в жарких пустынях. Такое сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии и специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строении организмов.
Кроме подчинения и сопротивления воздействию внешней среды, возможен и третий способ выживания – избегание неблагоприятных условий и активный поиск других, более благоприятных местообитаний. Этот путь приспособлений доступен только подвижным животным, которые могут перемещаться в пространстве.
Все три способа выживания могут сочетаться у представителей одного и того же вида. Например, растения не могут поддерживать постоянную температуру тела, но многие из них способны регулировать водный обмен. Холоднокровные животные подчиняются неблагоприятным факторам, но могут и избегать их воздействия.
Таким образом главные способы выживания организмов при ухудшении условий – либо временный переход в неактивное состояние, либо сохранение активности при дополнительных затратах энергии, либо избегание неблагоприятного фактора и перемена мест обитания. Каждый вид осуществляет эти способы по-своему.
Выводы
Таким образом, выделяют основные уровни организации живых систем от молекулярного до биосферного, где каждый уровень характеризуется определенной совокупностью свойств и экология изучает начиная с организменного уровня. Живым организмам присуще свойство – способность к самовоспроизведению, а также приспособляемость к условиям окружающей среды. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы.
1. Какие уровни биологической организации являются объектами изучения экологии?
2. Что такое среда обитания и какие среды заселены организмами?
3. Почему следует говорить о зависимости живых существ не только от окружающей среды, но и об их влиянии на нее?
4. Что способствует выживанию вида?
5. Перечислите основные среды обитания?
6. Почему некоторые организмы впадают в состояние анабиоза? В чем экологический смысл этого процесса?
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЖИВОГО ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ ОБИТАНИЯ
На Земле организмы очень разнообразны. Среди растений можно встретить и микроскопические водоросли, жизнь которых очень коротка, мелкие однолетние цветковые, более крупные многолетние цветковые растения, гигантские древние секвойи. Мельчайшие ракообразные, населяющие толщу воды, медузы, морские звезды, моллюски, жуки, ящерицы, лягушки, воробьи, ястребы, волки, олени, буйволы, киты -- вот далеко не полный перечень разнообразных представителей животного мира. Растения и животные очень тесно взаимосвязаны и обусловливают оптимальное существование друг друга. Однако живые организмы, населяющие нашу планету, тесно связаны и со средой своего обитания. Изучение системы этих взаимосвязей и зависимостей также является прерогативой биоэкологии.
Среда обитания организма -- это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды очень разнообразны и постоянно меняются. Поэтому живые организмы вынуждены приспосабливаться к этим меняющимся условиям, чтобы обеспечить себе оптимальное существование. Процесс приспособления живых организмов к условиям окружающей среды называется адаптацией.
Выделяют четыре основные среды обитания живых организмов:
- - вода;
- - наземно-воздушная среда;
- - почва;
- - среда, образуемая самими живыми организмами.
Вода -- первая среда обитания, которую заселили живые организмы. В ней обитает много живых организмов, получая все необходимые для жизни вещества: пищу, воду, кислород. Все живые организмы, населяющие водную среду, получили название «гидро-бионты». Как бы ни были высокоорганизованы эти живые организмы, все они вынуждены приспосабливаться к особенностям жизни в водной среде. Эти особенности определяются физическими и химическими свойствами воды.
ЭТО ИНТЕРЕСНО! В толще воды постоянно находится большое количество мельчайших представителей растений и животных, ведущих жизнь во взвешенном состоянии. Способность их к парению обеспечивается не только физическими свойствами воды, обладающей выталкивающей силой, но и специальными приспособлениями самих организмов. Например, многочисленными выростами и придатками, значительно увеличивающими поверхность тела относительно его массы и, следовательно, повышающими трение об окружающую жидкость. Еще один пример -- медузы. Их способность удерживаться в толще воды определяется не только характерной формой тела, напоминающей парашют. Тело медузы на 98 % состоит из воды, поэтому плотность тела медузы очень близка к плотности воды.
По-разному приспособились животные и к передвижению в воде. Активные пловцы (рыбы, дельфины и пр.) имеют характерную обтекаемую форму тела и конечности в виде плавников. Их быстрое плавание облегчается также особенностями внешнего покрова их тела и наличием специальной смазки -- слизи, снижающей трение тела о воду.
У некоторых водяных жуков выпущенный из дыхалец отработанный воздух задерживается между телом и надкрыльями благодаря наличию волосков, которые не смачиваются водой. С помощью такого приспособления водное насекомое быстро поднимается на поверхность воды, где выпускает воздух в атмосферу.
Вода обладает свойством накапливать и удерживать тепло (теплоемкостью). По этой причине в воде не бывает резких колебаний температуры, которые характерны для суши.
Одним из наиболее важных свойств воды является способность растворять в себе другие вещества, которые могут использоваться водными организмами для дыхания и питания. И в первую очередь водным организмам необходим кислород.
ЭТО ИНТЕРЕСНО! Дыхание водных организмов может осуществляться как всей поверхностью тела, так и специальными органами -- жабрами. Для полноценного дыхания необходимо, чтобы вблизи тела животного происходило постоянное обновление воды, что достигается различными движениями самого животного. Взвешенное состояние мелких частичек и их перенос движущейся водой определяют способы питания многих животных, органы принятия пищи которых устроены по принципу сита. Для того чтобы отцедить достаточное количество пищевых частиц, приходится пропускать через это сито очень большое количество воды. Для многих водных организмов необходим постоянный приток новой порции воды, из которой они получат очередную порцию пищи. Это может обеспечиваться движением самого животного или особыми приспособлениями, например колеблющимися ресничками или щупальцами, которые производят около рта животного водоворот, загоняющий в него пищевые частицы.
Очень важным для жизни является солевой состав воды. Особенное значение для многих организмов имеет наличие в воде ионов кальция, который требуется ракообразным и моллюскам для построения панциря.
Наземно-воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позднее водной, более сложна и разнообразна по условиям обитания, что обусловливает более высокий уровень морфофизиологической организации живых организмов, ее населяющих.
Наиболее важным фактором жизни обитающих здесь организмов являются свойства и состав окружающих их воздушных масс. Плотность воздуха гораздо ниже плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани -- внутренний и наружный скелет.
Воздушные массы характеризуются также огромным объемом и постоянно находятся в движении, температура воздуха может меняться очень быстро и на больших пространствах. Поэтому живущие на суше организмы имеют многочисленные приспособления, позволяющие выдерживать резкие колебания температур или вовсе избегать их. Замечательным приспособлением является развитие теплокровности.
ЭТО ИНТЕРЕСНО! В целом наземно-воздушная среда более разнообразна, чем водная; условия жизни здесь сильно меняются во времени и в пространстве. Эти изменения заметны даже на расстоянии в несколько десятков метров, например: на границе леса и поля, на разной высоте в горах, даже на разных склонах небольших холмов. Вместе с тем здесь слабее выражены перепады давления, но часто возникает недостаток влаги. Поэтому у наземных обитателей развиты приспособления,связанные с обеспечением организма водой, особенно в засушливых условиях. У растений это мощная корневая система, водонепроницаемый слой на поверхности листьев и стеблей, способность к регуляции испарения воды через устьица. У животных помимо особенностей строения внешних покровов это и особенности поведения, способствующие поддержанию водного баланса, например миграции к водопоям.
Большое значение для жизни наземных организмов имеет состав воздуха (79% азота, 21% кислорода и 0,03% углекислого газа), который обеспечивает химическую основу жизни. Углекислый газ является важнейшим сырьевым источником для фотосинтеза. Азот воздуха необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот.
Почва как среда обитания -- верхний слой суши, образованный минеральными частицами, переработанными в результате активной деятельности живых организмов, обитающих в почве. Почва -- это важный и очень сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями. Почва как среда обитания необычайно приспособлена для жизни множества живых организмов. Связано это с теми специфическими особенностями, которыми она обладает. В почве сглажены температурные колебания, она богата питательными веществами. Между частицами почвы имеются многочисленные полости, которые могут быть заполнены водой или воздухом. Поэтому почву населяют как водные, так и воздуходышащие организмы. Еще одной особенностью почвы является то, что даже на небольшой глубине в ней царит полная темнота. Кроме того, по мере погружения в почву содержание в ней кислорода уменьшается, а углекислого газа увеличивается. Поэтому на значительной глубине могут обитать лишь анаэробные бактерии, в то время как в верхних слоях почвы помимо бактерий в обилии встречаются грибы, простейшие, черви, членистоногие и даже крупные животные, прокладывающие ходы и строящие в почве убежища и жилища.
Воздействие среды воспринимается организмами через посредство факторов среды, которые получили название экологических.
Экологические факторы -- это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на живые организмы. Условно все факторы среды принято делить на три большие группы: абиотические, биотические и антропогенные.
Биотические факторы -- это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга (например, опыление насекомыми растений, поедание одними живыми организмами других и многое другое). Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно сложный и своеобразный характер и также могут быть прямыми и косвенными.
В современных условиях действие факторов окружающей среды часто определяется не природной обстановкой, а теми изменениями, которые внесены в нее человеком. Поэтому принято выделять еще один вид факторов -- антропогенные.
Антропогенные факторы -- это те формы деятельности человека, которые воздействуют на окружающую среду, изменяют условия обитания живых организмов или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных. Деятельность человека может оказывать на природу как прямое, так и косвенное воздействие. К прямому воздействию относят истребление, размножение и расселение человеком как отдельных видов животных и растений, так и целых сообществ. Косвенное воздействие происходит в результате изменения среды обитания организмов: климата, режима течения рек, распашки поверхностного слоя земель и т.д.
Один из наиболее важных антропогенных факторов -- загрязнение окружающей среды. В настоящее время влияние человека на природу в значительной степени утратило локальный характер и имеет глобальное распространение. Все чаще это влияние негативно сказывается на развитии животного и растительного мира, чистоте атмосферного воздуха и качестве природных вод и т.д.
ЭТО ИНТЕРЕСНО! Живые организмы не только испытывают влияние со стороны окружающей их среды, но и сами активно влияют на среду своего обитания. В результате их жизнедеятельности физические и химические свойства среды (газовый состав воздуха и воды, структура и свойства почвы, даже климат местности) могут заметно изменяться.
Наиболее простым влиянием жизни на среду является механическое воздействие. Строя норы, прокладывая ходы, животные сильно изменяют свойства грунта. Почва изменяется, и под воздействием корней растений она укрепляется, становясь менее подверженной разрушениям потоками воды или ветром. Хорошо известная строительная деятельность бобров вызывает серьезные изменения водного режима тех рек, на которых они возводят свои плотины. Как следствие, это приводит к изменению флоры и фауны тех бассейнов, где они обитают. В то же время способность растительноядных рыб (таких, как толстолобик или амуры) очищать водотоки от зарослей водной растительности, которой они активно питаются, используются человеком в борьбе с зарастанием различных водных сооружений.
Живущие в толще воды мелкие рачки, личинки насекомых, моллюски, многие рыбы имеют своеобразный тип питания, который называется фильтрацией. Постоянно пропуская воду через ротовой аппарат, эти животные непрерывно отцеживают из нее пищевые частицы, содержащиеся в твердых взвесях. Такая деятельность значительно влияет на качество природных масс: животные осуществляют их постоянную очистку, как гигантские фильтры. среда организм биотический растение
Большое значение имеет и физико-химическое воздействие живых организмов на среду. Наибольшее значение здесь имеют зеленые растения, благодаря которым формируется химический состав атмосферы в результате процесса фотосинтеза. Фотосинтез является главным поставщиком кислорода в атмосферу, обеспечивая тем самым жизнь огромному количеству земных обитателей, включая и самого человека.
Поглощая и испаряя воду, растения оказывают влияние и на водный режим их местообитания. Наличие растительности способствует постоянному увлажнению воздуха. Кроме того, растительный покров смягчает суточные колебания температуры вблизи поверхности земли, а также колебания влажности и ветра, оказывает благоприятное воздействие на структуру и химический состав почв. Все это создает определенный микроклимат, способствующий развитию других организмов.
От деятельности обитателей нашей планеты во многом зависит образование таких газов, как азот, диоксид углерода, аммиак. Живое вещество изменяет и физические свойства среды: ее термические, электрические и механические показатели.
Организм — биологическая система биосферы
Любое живое существо является организмом , отличающимся от неживой природы совокупностью определенных свойств, присущих только живой материи, — клеточной организацией и обменом веществ.
С современных позиций организм представляет собой самоорганизующуюся энергоинформационную систему, преодолевающую энтропию (см. п. 9.2) за счет поддержания состояния неустойчивого равновесия.
Изучение взаимосвязи и взаимодействия в системе «организм — среда», привели к пониманию того, что живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе. Они всецело зависят от окружающей среды и постоянно испытывают на себе ее воздействие. Каждый организм успешно выживает и размножается в конкретной среде обитания, характеризующейся относительно узким диапазоном температур, количеством осадков, почвенными условиями и т.д.
Следовательно, часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие, является их средой обитания. Из нее организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда обитания каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие.
Условия жизни , или условия существования, — совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.
Гомеостаз - самовозобновление и поддержание постоянства внутренней среды организма.
Живым организмам присуще движение, реактивность, рост, развитие, размножение и наследственность, а также адаптация. При обмене веществ, или метаболизме , в организме протекает ряд химических реакций (например, при дыхании или фотосинтезе).
Такие организмы, как бактерии, споеобны создавать органические соединения за счет неорганических компонентов — соединений азота или серы. Такой процесс называется хемосинтезом.
Обмен веществ в организме происходит только при участии особых макромолекулярных белковых веществ - ферментов , выполняющих роль катализаторов. В регулировке процесса метаболизма в организме ферментам помогают витамины и гормоны. Вместе они осуществляют общую химическую координацию процесса метаболизма. Метаболические процессы протекают на всем пути индивидуального развития организма — онтогенеза.
Онтогенез - совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом за весь период жизни.
Среда обитания организма — совокупность постоянно меняющихся условий его жизни. Земная биота освоила три основные среды обитания: , и почвенную вместе с горными породами приповерхностной части литосферы.
Государственное автономное учреждение
Профессиональная образовательная организация
«Колледж сервиса и туризма»
КУРСОВАЯ РАБОТА
По МДК 0n.0n.____________________ __
По теме ________________________
Выполнил студент _________________
(Фамилия, Имя, Отчество)
Группа ______________________
(номер группы)
Программа подготовки специалистов среднего звена по специальности _
(код и наименование специальности)
Руководитель курсовой работы:
(должность, Ф.И.О.)
Отметка ___________________________
Калининград 2015
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….…2
1.Взаимодействие организма человека с окружающей средой………………....3
1.1. Основные функциональные системы человека. Связь жизнедеятельности организма человека с окружающей средой. Влияние среды на работоспособность человека……………………………………………………………3
1.2. Основные параметры, определяющие производственную среду (условия труда) в закрытых помещениях, и их влияние на организм человека……….5
1.3. Влияние производственной среды на интенсивность труда и использование рабочего времени………………………………………………………...7
1.4. Предложения по улучшению окружающей среды на производстве…....9
2. Горение и пожарная опасность веществ и производств……………………....11
2.1. Основные понятия. Физико-химические основы горения…………........11
2.2. Свойства веществ, характеризующие их пожарную опасность………….13
2.3. Общие требования пожарной безопасности к производственным объектам……………………………………………………………………………………..16
2.4. Порядок анализа пожарной опасности производственного объекта и расчета пожарного риска…………………………………………………………………..17
2.5. Классификация основных мер пожарной профилактики. Средства пожаротушения ……………………………………………………………………………...23
ВВЕДЕНИЕ
Человек находится в постоянной взаимосвязи с окружающей средой, что обуславливает его поведение в той или иной ситуации. Причем не только среда влияет на человека, но сам индивид оказывает воздействие на нее, изменяя и тем самым, подстраивая ее под себя.
Безопасность жизнедеятельности направлена на обеспечение благоприятных условий жизни людей, их деятельности, защиту человека и окружающей его среды от воздействия внешних, внутренних и опасных факторов.
Интенсивное использование природных ресурсов, внедрение достижений научно-технического прогресса сопровождается распространением различных природных, биологических, техногенных, экологических и других опасностей. Потенциальная опасность является универсальным свойством в процессе взаимодействия человека со средой обитания.
Для того чтобы человек чувствовал себя комфортно, необходимы такие условия для его жизнедеятельности, в которых он ощущал бы себя безопасно. Этого можно достичь, наладив неразрывную взаимосвязь человека со средой обитания.
Цель работы рассмотрение вопросов:
Взаимодействие организма человека с окружающей средой;
Горение и пожарная безопасность веществ и производств;
Вентиляция, её назначение. Кратность воздухообмена. Методика расчёта.
Взаимодействие организма человека с окружающей средой
1.1. Основные функциональные системы человека. Связь жизнедеятельности организма человека с окружающей средой. Влияние среды на работоспособность человека. Среда обитания человека ‒ это совокупность объектов, явлений и факторов окружающей (природной и искусственной) среды, определяющая условия его жизнедеятельности. Одна из целей, стоящих перед данной системой,- безопасность, т.е. не нанесение ущерба здоровью человека. Достижение безопасности системы «человек- среда обитания» возможно только в том случае, если будут системно учтены особенности каждого элемента, входящего в данную систему.
Характерные системы «человек-среда обитания»: бытовая, производственная, городская, природная среда.
Природная среда это факторы чисто естественного, или природно-антропогенного системного происхождения. Природная среда-это сложное и разнообразное сочетание и взаимодействие литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы в целом.
С появлением промышленности и транспорта возникла проблема сохранения чистоты атмосферы, загрязнение которой имеет естественное и искусственное происхождение. Главными и наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются промышленные, транспортные и бытовые выбросы. В атмосферном воздухе, и в первую очередь в воздухе промышленных центров и городов, в результате сложных химических реакций смеси газов, протекающих в нижних его слоях, образуются различные вещества, скапливающиеся в ядовитый туман- «смог». С этим явлением связывают ухудшение самочувствия людей, возникновение эпидемий гриппа, резкое увеличение числа легочных и сердечнососудистых заболеваний.
Кроме этого в атмосфере происходит разрушение озонового слоя, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Это происходит из-за проникновения в слои атмосферы так называемых фреонов, используемых в виде аэрозолей, растворителей и т.д. и в быту, и на производстве. Кроме того, на планете происходит глобальное повышение температуры, из-за «парникового эффекта», т.к. быстрыми темпами растет содержание в атмосфере углекислого газа и метана.
Все эти и другие изменения происходят по вине человека, в процессе его промышленной и другой деятельности. В настоящее время в ряде стран пытаются бороться с данной проблемой.
Другой немаловажной составляющей природной среды является гидросфера. Человечеству не угрожает недостаток воды. Ему грозит - недостаток чистой воды. Основными источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты и т.д.
Все объекты живого мира можно разделить на растительные и животные. Велика роль растительности в жизни людей (лес выделяет кислород и поглощает углекислый газ, человек употребляет в пищу растения и т.д.). Но существует немало угроз для данной составляющей (пожары, загрязнение промышленными отходами и др.). Животный мир представляет важную часть биосферы нашей планеты, но численность животного мира в настоящее время сокращается, что не может не сказаться на существовании человечества.
Большую часть времени активной жизнедеятельности человека занимает целенаправленная профессиональная работа, осуществляемая в условиях производственной среды, которая при несоблюдении принятых нормативных требований может неблагоприятно повлиять на его работоспособность и здоровье.
Работоспособность-величина функциональных возможностей организма человека, характеризующаяся количеством и качеством работы, выполняемой за определённое время. Во время трудовой деятельности работоспособность организма изменяется во времени.
Производственная среда- это часть среды обитания человека, включающая природно-климатические факторы, связанные с профессиональной деятельностью (шум, вибрация, пыль и др.), называемые вредными и опасными. Воздействие негативных факторов производственной среды приводит к травмированию и профессиональным заболеваниям работающих. К наиболее травмоопасным профессиям в народном хозяйстве относятся(%): водитель(18,9),тракторист(9,8), слесарь(6,4), электромонтер(6,3), газомонтер(6,3), газоэлектросварщик(3,9), разнорабочий(3,5).
Трудовая деятельность человека и производственная среда постоянно меняются в процессе интенсивного использования продуктов научно-технического прогресса и осуществления широких социально-экономических преобразований.
Интенсивный рост городов в ХХ веке, концентрация основной массы населения на территориях, насыщенных промышленными предприятиями, транспортными магистралями, жилыми домами, породили целый ряд проблем, в том числе общую проблему безопасности человека. В городах, особенно в крупных, сосредоточен целый ряд экологически опасных промышленных производств, объекты энергетики, неотъемлемой частью которых являются: мощные выбросы в окружающую среду отходов; тепловое, электромагнитное, шумовое загрязнения; потенциальная опасность крупномасштабных техногенных аварий и т.п.
В настоящее время автомобильный транспорт стал наиболее опасным для человека. Его жертвами становятся не только водители и пассажиры, но и пешеходы. Также опасны и другие виды транспорта. В списке чрезвычайных ситуаций лидирующую позицию по частоте возникновения и величине наносимого материального ущерба занимают пожары. При этом способы борьбы и предохранения от них разрабатываются тщательно и планомерно. В России современные методы обеспечения безопасности жизнедеятельности нашли свое отражение в законодательных актах по всем сферам деятельности человека.
На основании всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что в основном человек сам создает для себя угрозу жизни и деятельности.
1.2. Основные параметры, определяющие производственную среду (условия труда) в закрытых помещениях, и их влияние на организм человека
Любой вид трудовой деятельности представляет собой сложный комплекс физиологических процессов, в который вовлекаются все органы и системы человеческого организма. Чтобы в процессе производства человек чувствовал себя комфортно, а значит, его работоспособность была повышенной, необходимо, чтобы условия его труда соответствовали основным нормам и требованиям. Общие требования безопасности к производственному оборудованию и производственным процессам установлены ГОСТ 12.2.003-91 и ГОСТ 12.3.002-75. Безопасность производственных процессов в основном определяется безопасностью производственного оборудования.
Чаще всего человек работает в закрытом помещении, при этом условия его труда должны соответствовать определенным параметрам. В том числе и по факторам вредности. Очень важным является сохранение теплового баланса организма. Производственный микроклимат зависит от климатического пояса и сезона года, характера технологического процесса, вида используемого оборудования, размеров помещений и числа работающих, условий отопления и вентиляции.
Нормативные показатели производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН 2.2.4.584-96.
В рабочей зоне производственных помещений должны быть созданы оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Это достигается по средствам промышленной вентиляции (естественной и искусственной).
Фактором, воздействующим на организм человека, а соответственно, и на качество выполнения производственного задания, является освещение. При правильном освещении рабочей зоны и производственных помещений уменьшается количество несчастных случаев, повышается производительность труда. Отклонения в освещении наносят вред здоровью работающих, могут быть причиной заболеваний (например, близорукость), чреваты снижением умственной и физической работоспособности, увеличением числа ошибок в производственных процессах. Освещение может быть естественным и искусственным. При организации производственного освещения следует обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах. Окружающий производственный среда организм.
Большую опасность представляют химические вещества, синтетические материалы, нерационально применяемые в производственных условиях. Пары, газы, жидкости, аэрозоли, соединения при контакте с организмом человека могут вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья. Воздействие вредных веществ на человека может сопровождаться отравлениями и травмами. На производстве токсические вещества попадают в организм человека через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и кожу. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны регламентируются ГОСТ 12.1.005-88 и ГН 2.2.5.686.
Другим важным фактором опасности являются механические колебания: вибрация, шум, инфразвук, ультразвук. Все эти физические процессы связаны с переносом энергии, которая при определенной величине и частоте может оказывать неблагоприятное воздействие на человека: вызвать различные заболевания, создавать дополнительные опасности. Существует несколько видов вибрации, в зависимости от каждого из них и различны последствия от данного фактора. При действии на организм общей вибрации страдают опорно-двигательный аппарат, нервная система и такие анализаторы, как вестибулярный, зрительный, тактильный. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, сопряженные с нарушением снабжения конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные костные ткани. Шум, инфразвук и ультразвук относят к акустическим колебаниям, которые могут быть как слышимыми, так и не слышимыми.Интенсивный шум на производстве приводит к снижению внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы. Из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Воздействию шума подвергается весь организм человека: он угнетает центральную нервную систему, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечнососудистых заболеваний, язвы желудка и др.Инфразвук относят к неслышимым человеком колебаниям. В условиях производства инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев-с низкочастотной вибрацией. При воздействии на организм инфразвука с уровнем от 110 до 150 дБ могут возникать неприятные субъективные ощущения и функциональные изменения: нарушения в сердечнососудистой и дыхательной системах, ЦНС, вестибулярном анализаторе.
1.3.Влияние производственной среды на интенсивность труда и использование рабочего времени
Трудовая деятельность человека и окружающая среда постоянно меняются в процессе ускорения научно-технического прогресса и осуществления, широких социально-экономических преобразований. Вместе с тем труд остается первым, основным и непременным условием существования человека. Многообразные формы трудовой деятельности делятся на физический и умственный труд.
Физический труд характеризуется в первую очередь повышенной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и его функциональные системы(сердечнососудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность.
Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующей преимущественного напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активизации процессов мышления, эмоциональной среды.
В настоящее время различают несколько основных форм труда, которые требуют определенной интенсивности труда, и использования рабочего времени.
1.Формы труда, требующие значительной мышечной энергии.
Напряженный физический труд, стимулирующий развитие мышечной системы и обменные процессы, имеет вместе с тем ряд недостатков. Главный-это неэффективность, связанная с низкой производительностью труда и необходимостью перерывов на восстановление физических сил, составляющих до 50% рабочего времени.
2.Механизированные формы труда.
Механизация труда позволяет уменьшить характер мышечных нагрузок и усложнить программы действий. Однако однообразие простых действий и малый объем воспринимаемой при этом информации приводят к монотонности труда.
3.Формы, связанные с автоматизированным производством.
При автоматизированных формах труда от работника требуются постоянная готовность к действию и быстрота реакции, необходимая для своевременного устранения возникших неполадок.
4.Групповые формы труда - конвейерные, отличительная особенность которой - это разделение общего процесса на конкретные операции, строгая последовательность их выполнения, автоматическая подача деталей к каждому рабочему месту с помощью ленты конвейера.
Одно из отрицательных последствий конвейерного труда - монотония, которая выражается в преждевременной усталости и нервном истощении.
5.Формы труда, связанные с управлением производственными процессами и механизмами (умственный труд).
Интеллектуальный труд заключается в переработке и анализе большого объема разнообразной информации, а следовательно, требует мобилизации памяти, внимания, напряжения сенсорного аппарата, активизации процессов мышления. Мышечные нагрузки при этом незначительны.
Для интеллектуального труда характерна гипокинезия, т.е. значительное снижение двигательной активности человека, приводящее к ослаблению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения.
1.4.Предложения по улучшению окружающей среды на производстве
Для увеличения работоспособности человека, нужно создать ему комфортные условия на рабочем месте, какой работой бы он не занимался. Например, для защиты человека от получения механических травм, нужно либо не допускать его проникновение в опасные зоны, либо строить специальные устройства, защищающие человека от опасного фактора.
Очень важно для обеспечения безопасной и надежной работы оборудования устанавливать информационные, предупреждающие, аварийные устройства автоматического контроля и сигнализации.
Очень важно правильно организовать рабочее место для тех, кто работает на персональных компьютерах. Для этого необходимо, чтобы помещение было достаточно просторным, хорошо проветриваемым, правильно освещенным. Нельзя работать на компьютере в темном и полутемном помещении.
Кроме этого человек, работая за компьютером, очень мало двигается, что отрицательно сказывается на его здоровье. В таких организациях можно устраивать, например, два раза в месяц «день спорта» (ходить в спортзал, бассейн и т.д.). На мой взгляд, это позволит разгрузить работника эмоционально и поддержать физическую форму, что только положительно скажется на его работоспособности и эффективности выполнения поставленных задач.
На производстве, для защиты работников от вредных выбросов и выделений, необходимо устанавливать различные фильтры, для снижения их концентраций в окружающем воздухе. Для защиты от вредных сбросов гидросферы применяют такие методы, как рациональное размещение источников сбросов, и организация водозабора и водоотвода; разбавление вредных веществ в водоемах до допустимых концентраций, а также используют средства очистки стоков (механическими, физико-химическими, биологическими методами).
Очень важно научиться защищать окружающую среду от отходов получаемых от промышленного и других производств. Для этого необходимо внедрять технологии по сбору и утилизации отходов. В том числе и по переработке отходов, что обеспечит минимальное загрязнение окружающей среды. Наиболее эффективное решение проблем защиты от промышленных отходов возможно при широком внедрении малоотходных технологий.
