Системы восприятия человеком состояния среды

Психология безопасности деятельности человека.

Системы восприятия человеком состояния среды.

Раздел 1. Человек и среда обитания

Безопасность труда при грузовых и ремонтных работах.

Безопасность при выполнении общесудовых работ.

Тема № 2: Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности

Вопросы:

Литература:

Основная:

1. Белов С.В. и др. Безопасность жизнедеятельности/учебник.- М.:Высшая школа, 1999.- 447с., с.126-137.

2. Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности/учебное пособие.-Санкт-Петербург.: Изд.Лань, 2002.- 447с., с.52-95 (для технических специальностей).

Дополнительная:

1. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности/учебник.-М.: Изд. Дом «Дашков и К», 2001.-678с, с.9-14. (для экономических специальностей).

2. Сборник нормативных документов по БЖД.-М.: Изд. Дом «Дашков и К», 1998.-690с.

За миллионы лет эволюционного и социального развития у человека выработалась естественная система защиты от опасностей. Известно, что человеческая ветвь эволюционного развития стала самостоятельной около 12-15 млн. лет тому назад. Способствовали же выживанию человека и развитию интеллектуальной и эмоциональной сфер необычно высокая организация его нервной системы и органов чувств.

Нервная система – это основа защиты человека от опасностей. Она подразделяется на:

1. Центральную (ЦНС).

2. Периферийную (ПНС).

ЦНС – это головной и спинной мозг, представляющие собой скопление десятков миллиардов нервных клеток.

ПНС образуется из нервных волокон, густой сетью пронизывающих все органы человека. С нервными волокнами связаны чувствительные аппараты – анализаторы. Анализаторы превращают энергию раздражителей в нервные импульсы (биотоки), которые со скоростью 120м/с поступают в ЦНС. Здесь происходит распознавание первичных импульсов и выработка приказов для исполнительных органов: мышц и желез. Нервная система обеспечивает реакцию организма на внешние и внутренние раздражители.

Важной особенностью анализаторов является их парность, что обеспечивает высокую надежность их работы (два уха, два глаза).

Деятельность внутренних органов регулируется вегетативной нервной системой. Сигналы со всей поверхности тела и внутренних органов, костей, лимфатических узлов обрабатывается в отделах мозга автоматически

Человек осуществляет связь с окружающей средой с помощью своих анализаторов (органов чувств). Ощущает звук, тепло, холод, свет, боль, положение своего тела в пространстве.

Основной характеристикой анализаторов является их чувствительность.

Ощущение – непосредственное отражение в сознании человека отдельных свойств предметов, явлений материального мира, а также внутреннего состояния организма. Чтобы оно возникло, интенсивность раздражителя должна достичь определенной величины. С увеличением интенсивности раздражителя наступает момент, когда возникает боль и анализатор перестает работать адекватно. Интервал от min до max, когда анализатор работает адекватно раздражителю определяется диапазоном чувствительности анализатора (верхний и нижний порог чувствительности).

Абсолютные пороги чувствительности измеряются в абсолютных величинах раздражителя (P, U, t).

Минимальная разность между интенсивностями двух раздражителей, которая вызывает едва заметное различие ощущений, называется порогом различия. Порог различия у каждого человека индивидуален.

Опытом установлено, что ВЕЛИЧИНА ОЩУЩЕНИЙ изменяется медленней. Чем сила раздражителя. Этот психофизический закон носит имя «Вебера -Фехнера и выражается формулой:

E = KJ + C,

Где: E - величина ощущений.

J - интенсивность, сила раздражителя.

K и C – константы.

Между субъективными ощущениями человека и внешними физическими раздражителями существует логарифмическая зависимость.

Реакция организма на раздражители называется рефлексами.

Рефлексы бывают врожденные, с которыми живые существа рождаются. Они передаются по наследству и называются безусловными рефлексами (чувство страха, реакция на опасность и т.д.). Безусловные рефлексы побуждают вести поиск, бороться за существование, но это происходит вслепую, автоматически.

Более сложными являются условные рефлексы (Ур). Они формируются в процессе существования на основе опыта. Благодаря этим рефлексам человек может заблаговременно предпринять действия для своей защиты, ориентируясь на признаки опасности, но не видя при этом ее самой.

У человека в отличии от животных развилась Вторая сигнальная система в виде слов. Она служит средствами обмена информацией между людьми и играет исключительно большую роль в обеспечении безопасности.

Говоря о защите человека от естественных опасностей, необходимо отметить такое свойство человеческого организма как ИММУНИТЕТ. Иммунитет бывает врожденный и приобретенный. В общем виде иммунитет определяется невосприимчивостью человека к инфекционным заболеваниям. Живому организму приходится защищаться от многочисленных микроорганизмов, вирусов. Есть микробы – друзья, есть – враги. Защитой от микроорганизмов служат, прежде всего, кожные покровы и слизистая, являющиеся барьером на пути микроорганизмов. Поэтому, несмотря на обилие микроорганизмов на нашем теле и во рту, носоглотке, в кишечнике, они не проникают внутрь организма и не вызывают заболеваний.

Кожа, слизистая оболочка выделяют вещество – лизоцим, который попадая на микронную клетку растворяет ее оболочку и микроб погибает (лизоцим вырабатывает также редька и хрен). Проникая через повреждения кожи, микробы встречаются с внутренним механизмом защиты. В лимфе и в крови находится огромное количество (в лимфе – 2 тысячи, в крови – 8 тысяч на мм²) белых кровяных телец (клеток) – лейкоцитов, которые вступают в борьбу с микроорганизмами.

Человек не болеет рядом заболеваний животных; дважды не болеет одной и той же инфекционной болезнью. Иммунитет обеспечивают антитела, возникающие в организме после инфекционной болезни.

Чтобы повысить иммунитет человека к инфекционным болезням, на производстве должна проводиться вакцинация (ответная реакция организма), профилактическое использование специальных таблеток, использование витаминов.

Рассмотрим некоторые характеристики анализаторов, которые могут влиять на безопасность человека.

Анализаторы различают по характеру ощущений:

· Зрительные;

· Слуховые;

· Обонятельные;

· Осязательные;

· Боли;

· Положения тела в пространстве.

а). Зрительный анализатор. Зрение – сложный биологический процесс. Глаз обладает высокой чувствительностью. Воспринимаемый им свет преобразуется в импульс, который по зрительному нерву передается в мозг, где возникает зрительный образ.

Сетчатка глаза воспринимает излучения длиной волны от 380 (фиолетовый) до 760 (красный) НМ (нонометр) – одна миллиардная метра. Зрение дает 80% информации о внешнем мире. Зрение характеризуется остротой – min углом, под которым две точки видны как раздельные. Острота зависит от освещенности, контрастности, формы объекта.

Глаз способен приспосабливаться к изменениям обстановки. Это приспособление к большей или меньшей освещенности называется адаптацией.

Световая адаптация наступает через 1-2 до 8-10 минут. При этом чувствительность глаза снижается. При плохой освещенности чувствительность повышается, но на это требуется 40 минут.

Адаптационные возможности глаза небезграничны. Поэтому правила безопасности предусматривают нормы освещенности при выполнении зрительных работ. Деятельность человека в период адаптации глаз связана с определенной опасностью. Глаз непосредственно реагирует на яркость. Которая представляет отношение силы света (интенсивности), излучаемой данной поверхностью, к площади этой поверхности. Яркость измеряется в нитах. При очень больших яркостях (более 30000 нит) возникает эффект ослепления. Гигиенически приемлема яркость до 5000 нитов.

Ощущение от светового сигнала сохраняется в глазах в течение некоторого времени (0,1-0,3с). Благодаря этому эффекту часто мелькающий сигнал воспринимается как постоянно светящийся. Это явление используется в кино и на телевидении. Иногда можно наблюдать вращение колес в обратную сторону или вращающиеся предметы кажутся неподвижными. Эта зрительная иллюзия называется Стробоскопическим эффектом. При равенстве частот вращения объекта и колебаний светового потока вращающийся объект кажется неподвижным. Когда частота колебаний света больше числа вращений объекта, то создается впечатление вращения в обратную сторону.

Стробоскопический эффект опасен.

В сетчатке глаза человека имеются светочувствительные клетки: 130 млн. палочек и 6-7 млн. колбочек. Благодаря палочкам человек видит ночью, но зрение бесцветно. Днем главную роль играют колбочки и днем зрение цветное.

Например, у голубей и кур нет палочек, поэтому вечером и ночью они не видят.

У людей также наблюдаются отклонения от восприятия света: цветовая слепота – все серое, дальтонизм – не различают красные и зеленые цвета, куриная слепота – теряют зрение с наступлением темноты.

Все эти отклонения могут привести к аварии.

Глаз имеет защиту: слезная жидкость, рефлекторно закрываются веки, но все же в опасных условиях следует применять средства защиты.

Бинокулярное зрение охватывает:

- в горизонтальном направлении 120-160º;

- по вертикали, вверх -55-60º, вниз – 62-72º.

Глубинное зрение связано с восприятием пространства. Ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии 30м составляет 12% от общего расстояния.

б ). Слуховой анализатор. Звуки доставляют многочисленную информацию. Они могут служить для передачи сигналов опасности. Человеческое ухо чувствительный прибор. Его функции: восприятие звука и сохранение равновесия.

Устройство уха: наружное, среднее, внутреннее.

Наружное – состоит из ушной раковины и слухового порога, который закрыт барабанной перепонкой (1мм).

Среднее – заполнено воздухом и соединено с носоглоткой. Имеет три косточки: молоточек, наковальню и стремячко. Вход закрыт перепонками.

Внутреннее – заполнено особой жидкостью и имеет два органа – слуха и вестибулярный аппарат. Орган слуха насчитывает около 23 тыс. Клеток, которые обращаются в нервные импульсы. Имеются мембраны с огромным числом резонансовых устройств, которые воспринимают звуки определенной частоты.

Основными параметрами звуковых волн является уровень интенсивности и частота, которые субъективно в слуховых ощущениях воспринимаются как громкость и высота звука. О частоте область звуковых ощущений воспринимается от 16 до 22000 Гц.

Величина порога слышимости зависит от частоты ощущаемых звуков. Верхней границей является порог болевого ощущения, который в меньшей степени зависит от частоты и лежит в пределах 130-140 дБ.

Соотношение уровня интенсивности и частоты определяет ощущение громкости звука.

Вестибулярный аппарат состоит из трех полукруглых каналов, расположенных в много перпендикулярных направлениях отолитового аппарата. Отолит – кристалл солей кальция. Аппарат воспринимает действие силы тяжести и инерции; каналы – вращательное движение. Смещение жидкости раздражает анализаторы и вызывает рефлексные сокращения мышц.

в). Кожный анализатор (кожа). Выполняет защитно-оборонительные функции, предотвращает отравления, защищая кровь от проникновения химических веществ, регулирует температуру тела.

Обладая огромным электрическим сопротивлением (до 100ком), кожа препятствует в первый момент прохождению тока через организм человека.

На коже имеются анализаторы, воспринимающие боль, давление, прикосновение, тепло, холод.

1. Тактильный анализатор. Осязание – на коже имеется 500 тыс. неравномерно расположенных тактильных анализаторов, воспринимающих ощущения от механического воздействия (прикосновение, давление). Особенностью анализатора является довольно быстрая адаптация, т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя и для различных участков тела изменяется в пределах от 2 до 20с.

Примерные пороги ощущения:

- для кончиков пальцев руки - 3 г/мм²;

- на тыльной стороне пальца - 5 г/мм²;

- на тыльной стороне кисти - 12 г/мм²;

- на животе - 26 г/мм²;

- на пятке - 250 г/мм².

2. Болевой анализатор. Боль сигнал тревоги, призыв к борьбе с опасностью. На коже имеется 100 болевых точек – оголенных окончаний нервов, передающих болевые ощущения – сигналы в мозг. Организм рефлектно реагирует на болевой сигнал, перестраивая работу всех систем, т.е выполняет полезную роль. В тоже время сильная боль вызывает шоковое состояние, которое затрудняет деятельность организма.

Примерные пороги болевой чувcтвительности кожи:

- живота - 20 г/мм²;

- кончиков пальцев - 300г/мм².

1. Температурный анализатор. Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, обеспечиваемой терморегуляцией. Температура кожи несколько ниже температуры тела и различна для отдельных участков (на лбу – 34-35º, на лице – 20-25º, на животе - 34º, на стопах ног – 25-27º). Средняя температура свободных от одежды участков кожи равна 30-32º.

В коже находятся два вида анализаторов: одни реагируют на холод (250 тыс. точек), другие на тепло (700 тыс. точек).

В случае понижения температуры воздуха теплоотдача в окружающую среду происходит за счет мышечной активности и усиления обмена веществ. При повышении температуры воздуха отдача тепла в окружающую среду происходит путем конвекции, излучения, испарения и контактной теплопроводимости. Например, при tвоз.=20º теплоотдача составляет: конвекцией 30%, излучением 45%, испарением 20%, контактной теплопроводностью 5%. При tвоз.=36º - испарением за вахту (4 часа) потеря пота может составить до 12 литров. Вместе с ним выводятся из организма соли, что вызывает жажду и судороги.

Для предотвращения солнечного удара необходимо защищать голову от солнечной радиации головным убором. В жаркую погоду не рекомендуется перегружать желудок и спать на солнце.

В зимнее время может произойти переохлаждение и даже обморожение организма. Низкая температура воздуха в сочетании с его большой скоростью и влажностью может явиться причиной многих болезней: миазитов, невритов, радикулитов, обморожение рук, ног, ушей и т.д.

Существует понятие «абсолютный порог чувствительности» - минимальные ощущения изменению температуры. Для тепловых рецепторов он равен 0,2º, для холодных – 0,4º.

2. Вкусовой анализатор. Имеется 4 вида восприятия вкуса: сладкий, соленый, кислый, горький и их комбинации. Вкусовые ощущения играют предупредительную роль в обеспечении безопасности. Различительная чувствительность вкусового анализатора довольно груба и в среднем составляет 20%. Абсолютные пороги вкусового анализатора, выраженные в величинах концентраций раствора, примерно в 10000 раз выше, чем обонятельного.

Вкус воспринимают вкусовые луковицы в слизистой языка. Их несколько тысяч, каждая состоит из 10-15 тыс. вкусовых клеток. Клетки луковицы реагируют по разному – одни на вкус, другие – на запах.

3. Обонятельный анализатор. Запах служит сигналом предупреждения об опасности. У человека около 60 млн. обонятельных клеток, расположенных в слизистой оболочке носовых раковин на площади 5 см². Клетки покрыты огромным количеством волосков, площадь их соприкосновения с пахнущими веществами составляет 5-7 м². От клеток сигналы идут в мозг. Если в анализатор попадает вещество опасное для здоровья человека, то срабатывает рефлекс и дыхание задерживается.

Абсолютный порог обоняния у человека измеряется долями миллиграмма вещества на литр воздуха. Но дифференциальный порог высок, в среднем 38%. Запахи сигнализируют человеку о нарушениях в ходе технологических процессов и опасностях.

4. Мышечный анализатор. В мышцах имеются специальные рецепторы, посылающие сигналы в мозг о том, в каком состоянии находится мышца. В ответ мозг направляет импульсы, координирующие работу мышц, заставляя их сокращаться. Благодаря этому человек ощущает свои мускулы и выбирает нужную или удобную ему позу. От удобного положения тела зависит работоспособность и безопасность человека.

5. Двигательный анализатор. При конструировании органов управления и защитных устройств необходимо учитывать возможности двигательного аппарата человека. Сила сокращения мышц колеблется в широких пределах. Например, номинальная сила кисти в 450-650 Н при соответствующей тренировке может быть доведена до 900 Н. Сила сжатия, в среднем равная 500Н для правой и 450 Н для левой руки, может увеличиваться в два раза и более.

Диапазон скоростей, развиваемых движущимися руками человека, находится в пределах 0,01-8000 см/с. Наиболее часто используют скорости порядка 5-800см/с. Скорость зависит от направления движения: вертикальные движения рукой осуществляются быстрее, чем горизонтальные; движение к себе совершается быстрее, чем от себя.