Медико-биологические основы безопасности

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования 
«Казанский национальный исследовательский 
технологический университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ 
ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ 
 
 
Учебник 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Казань 
Издательство КНИТУ 
2018 

УДК 614.8(075)
ББК 51.24я7

М42

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

д-р мед. наук, доц. И. Э. Кравченко
д-р техн. наук, проф. А. В. Кочергин

М42

Авторы: С. Ю. Гармонов, И. Г. Шайхиев, С. М. Романова, 
С. В. Степанова, Т. А. Киселева, Е. В. Сагадеев, М. А. Миронова 
Медико-биологические основы безопасности : учебник / С. Ю. Гармонов [и др.]; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. –
Казань : Изд-во КНИТУ, 2018. – 352 с.

ISBN 978-5-7882-2504-3

Изложены медико-биологические основы безопасности организма че
ловека при воздействии физических, химических и биологических факторов, 
изучаемые дисциплиной «Медико-биологические основы безопасности». Рассмотрены адаптационные и компенсаторные механизмы жизнедеятельности 
организма, описаны научные основы воздействия на человека опасных и 
вредных производственных факторов различной природы, а также возможные последствия их воздействия, основные способы их превентивной минимизации.

Предназначен для бакалавров, обучающихся по направлениям под
готовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» и 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и 
биотехнологии».

Подготовлен на кафедре «Инженерная экология».

ISBN 978-5-7882-2504-3
© Гармонов С. Ю., Шайхиев И. Г., 

Романова С. М., Степанова С. В., 
Киселева Т. А., Сагадеев Е. В., 
Миронова М. А., 2018

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2018

УДК 614.8(075)
ББК 51.24я7

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 

Настоящее издание – учебник, предназначенный для студентов 

высших учебных заведений, изучающих дисциплину «Медикобиологические основы безопасности» и подготовленный в соответствии с требованиями образовательных стандартов высшего образования по направлениям подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» и 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии». Учебник может быть 
также использован в образовательном процессе студентов других 
высших учебных заведений экологического профиля, для которых 
профессиональное 
образование 
включает 
изучение 
медико
биологических основ безопасности организма человека.  

Предлагаемый 
учебник 
посвящен 
изложению 
медико
биологических основ безопасности организма человека при воздействии 
физических, химических и биологических факторов. В первом разделе 
рассмотрены концептуальные основы безопасности жизнедеятельности человека, адаптационные и компенсаторные механизмы к воздействию факторов среды, медико-биологические критерии и принципы 
установления норм воздействия опасных и вредных факторов окружающей 
среды. 
Во втором 
разделе 
представлены 
медико
биологические особенности, обусловленные воздействием физических 
факторов на организм человека. При этом рассмотрен микроклимат на 
рабочем месте и теплообмен человека с окружающей средой, акустическое и вибрационное воздействие на организм человека, вопросы 
радиационной безопасности, воздействие излучений оптического и 
радиочастотного диапазона, электрического тока и электромагнитных 
полей на организм человека. Третий раздел посвящен вопросам химической безопасности. В нем рассмотрены основы химической безопасности с позиций действия химических веществ. Обсуждены вопросы 
отравления химическими веществами и способы предотвращения и 
устранения его последствий. В четвертом разделе представлены основы биологической безопасности, включая опасности микробиологического и вирусного происхождения, опасности природных и антропогенных компонентов, а также методологию лечения и помощь при 
профессиональных заболеваниях и терминальных состояниях.  

Учебник снабжен таблицами и иллюстрациями, а также содержит 

примеры для более легкого усвоения материала и представления студентами о практических областях обеспечения безопасности. Изуче

ние отдельных глав учебника рекомендуется проводить в два этапа.
При первом чтении создается общее представление о содержании и
выявляются трудные места. При повторном изучении темы легче понять сущность вопроса, теоретические положения, их применение,
уравнения химических реакций. Подавляющее большинство людей
легче усваивают прочитанное, если параллельно с чтением книги ведут конспект. Работа над конспектом помогает пониманию прочитанного и является средством контроля. Лучшая форма конспектирования
пособия – тезисная. Тезисы, сформулированные самостоятельно при
чтении учебника, передают не только содержание книги, но и отношение к изучаемому материалу. Наиболее важные положения и определения целесообразно выписывать дословно. Рекомендуется заносить в
конспекты основные понятия, формулы и уравнения реакций, незнакомые термины и названия. Для проверки усвоения полезно восстановить по памяти основные положения прочитанного, а затем снова вернуться к тому, что оказалось непонятным. Не следует переходить к
дальнейшему изучению материала, не усвоив предыдущий.

Настоящий учебник написан на основе опыта преподавания учеб
ных дисциплин «Медико-биологические основы безопасности», «Основы токсикологии и экологическое нормирование», «Основы микробиологии» на кафедре инженерной экологии Казанского национального исследовательского технологического университета.

Учебник подготовлен коллективом авторов: доктором хим. наук, 

проф. С. Ю. Гармоновым, доктором техн. наук, зав.кафедрой инженерной экологии И. Г. Шайхиевым, канд. хим. наук, доц. С. М. Романовой, канд. техн. наук, доц. С. В. Степановой (Казанский национальный исследовательский технологический университет), канд. мед.
наук, доц. Т. А. Киселевой (Казанский государственный медицинский 
университет), доктром хим. наук, проф. Е. В. Сагадеевым (Казанский 
государственный архитектурно-строительный университет), канд. пед.
наук, доц. М. А. Мироновой (Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева–КАИ»).

ВВЕДЕНИЕ 

 
В современном обществе здоровье человека – это определяющий, 

системообразующий фактор экономической и социальной политики, 
приоритетное направление всех природоохранных и профилактических мероприятий. Здоровье человека определяется совокупным влиянием природных, социально-экономических, биологических факторов. 
Показателями здоровья населения являются состояние и динамика демографических процессов, физическое развитие, заболеваемость, инвалидность.  

Для современных людей стало привычным жить в обстановке 

экологической напряженности, обусловленной воздействием на организм огромного количества химических соединений, физических и 
биологических факторов. Ведь в окружающем нас мире возникли новые условия взаимодействия живой и неживой материи, взаимодействия человека с техносферой. В таких условиях все чаще биологическое взаимодействие стало замещаться процессами физического и химического взаимодействия, когда потоки энергии, вещества и информации превышают допустимые уровни, оказывая негативное влияние 
на человека и природную среду. При этом химическое и энергетическое загрязнение окружающей среды во многих отношениях стало 
определяющим фактором дальнейшего развития человечества. Между 
тем внимание к этим проблемам на уровне подготовки экологов и химиков-технологов различных специальностей университетов оказывается недостаточным.  

По определению Всемирной организации здравоохранения здоро
вье (ВОЗ) – это состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней или физических дефектов. В практической деятельности используются определения, имеющие разное содержание.  

Общебиологическое здоровье – интервал, в пределах которого ко
личественные колебания психофизиологических процессов способны 
удерживать живую систему на уровне функционального оптимума. 
Популяционное здоровье – условное статистическое понятие, которое 
характеризуется комплексом демографических показателей. Индивидуальное здоровье – состояние организма, при котором он способен 
полноценно выполнять свои социальные и биологические функции. 

Необходимо усвоить, что выявление причинно-следственных свя
зей между воздействием факторов окружающей среды и возможными 

изменениями состояния здоровья человека – одна из важнейших задач 
экологических дисциплин. Нарушение уровня здоровья (снижение резистентности, иммунного статуса, адаптационно-компенсаторных 
возможностей организма), вызванное физическими, химическими, 
биологическими, психофизиологическими факторами, может возникнуть только при наличии трех составляющих: вредного или опасного 
фактора, механизма воздействия или передачи воздействия фактора и 
восприимчивости.  

Таким образом, основной задачей является научное обоснование 

комплекса профилактических мероприятий на устранение или уменьшение роли этих сил: научное обоснование гигиенических критериев, 
меры по увеличению пути миграции фактора, усиление иммунозащитной функции организма, профессиональный отбор, предварительные и 
периодические медицинские осмотры, производственное обучение, 
санитарное просвещение, санитарная экспертиза проектов, архитектурно-планировочные, технологические и санитарно-технические мероприятия. 

Необходимо усвоить, что гигиеническое нормирование призвано 

ограничить действие вредных факторов окружающей среды. В основе 
нормирования лежат единые принципы обоснования гигиенических 
нормативов: приоритет медицинских и биологических показаний к 
установлению санитарных регламентов перед прочими подходами; 
пороговость для всех типов действия неблагоприятных факторов; опережение разработки и внедрения профилактических мероприятий и 
средств защиты по сравнению с моментом появления опасного фактора. 

За последние десятилетия были разработаны подходы к обеспече
нию безопасности здоровья населения. Точку отсчета обычно берут с 
1992 года, когда проводилась конференция ООН по окружающей среде и развитию. Этот форум предложил основные стратегии в области 
безопасности. В этих направлениях можно выделить те, которыми в 
первую очередь должны руководствоваться химики-специалисты: 

– понимание химических и физических факторов как интеграль
ной опасности нанесения ущерба здоровью человека и природной среде; 

– изучение реального состояния окружающей среды, источников 

ее загрязнения и состояния здоровья людей на основе учета всех факторов, в том числе и обеспечивающих безопасное обращение химических веществ и биологических агентов; 

– расширение и активизация деятельности по оценке риска, свя
занного с производством и применением химических веществ, физических воздействия и биологических компонентов; 

– гармонизация классификации и маркировки химических веществ; 
– обмен информацией о токсичных веществах и связанных с ними 
факторах риска; 
– разработка подходов по уменьшению риска воздействия химических веществ и физических полей, особенно на генетическом 
уровне; 
– и, наконец, разработка новых методов для мониторинга физических и биологических факторов в различных объектах окружающей 
среды и в ряде случаев в организме человека.  
Медико-биологические основы безопасности – комплексная дисциплина, изучающая взаимодействие окружающей среды и человека. 
Она находится на стыке медицины и экологии, объединяя физику, химию, биологию, физиологию, гигиену, токсикологию, медицину труда. 
Приоритетным направлением при изучении данной дисциплины является выявление причинно-следственных связей и факторов, порождающих экологически и производственно обусловленные профессиональные заболевания, с целью их предупреждения. 

Раздел 1 

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ 

БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

ЧЕЛОВЕКА 

 

Глава 1. ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЗДОРОВЬЕ 
 
Здоровье человека – это определяющий, системообразующий 

фактор экономической и социальной политики,  приоритетное направление всех природоохранных и профилактических мероприятий. Здоровье – это процесс сохранения и развития биологических, физиологических, психологических функций, оптимальной трудоспособности 
и социальной активности человека при максимальной продолжительности его жизни.  

 
 
1.1. Здоровье как важнейший фактор жизнедеятельности 
 
Здоровье можно определить как естественное состояние организ
ма, характеризующееся его полной уравновешенностью с биосферой и 
отсутствием каких-либо выраженных болезненных изменений.  

Существует несколько понятий здоровья, имеющих разное со
держание: 

– общебиологическое, которое дает методологическую установку 

на трактовку понятий нормы и болезней у живого организма (растений, животных, людей) и из которого должны вытекать специальные 
определения здоровья; 

– популяционное  (здоровье населения, группы людей, популя
ции); 

– индивидуальное – здоровье отдельного человека, которое необ
ходимо рассматривать как фактическую характеристику уровня здоровья конкретного человека, с помощью которой можно было бы всякому медицинскому работнику достаточно легко ответить на вопрос, 
здоров или болен данный индивид. 

Общебиологическое здоровье (норма) – интервал, в пределах ко
торого количественные колебания психофизиологических процессов 
способны удерживать живую систему на уровне функционального оптимума (оптимальная зона).  

Популяционное здоровье – условное статистическое понятие, ко
торое достаточно полно характеризуется комплексом демографиче

ских показателей, уровнем физического развития, заболеваемостью и 
частотой преморбидных (доболезненных) состояний, инвалидностью 
некоторой группы населения. 

Индивидуально теоретическое здоровье – состояние полного со
циального, биологического и психического благополучия, когда функции всех органов и систем организма человека уравновешены с окружающей средой, отсутствуют какие-либо заболевания, болезненные 
состояния и физические дефекты. 

Индивидуальное фактическое здоровье – состояние организма, 

при котором он способен полноценно выполнять свои социальные и 
биологические функции. 

Значимость здоровья в настоящее время особенно возросла, по
скольку состояние здоровья людей существенно изменилось и возникли новые закономерности характера и распространенности заболеваний человека, демографических процессов.  Указанные изменения в 
состоянии здоровья людей можно обобщенно охарактеризовать следующим образом: 

–  значительно выше стала зависимость состояния здоровья чело
века от социально-экономических условий, среды его обитания; 

–  появилась другая скорость изменения показателей, характери
зующих здоровье (физическое развитие, заболеваемость, инвалидность, смертность); 

–  произошли характерные демографические изменения (постаре
ние населения, урбанизация, сдвиги в структуре смертности и др.); 

–  определился ряд заболеваний, частота которых резко возросла в 

последние годы (болезни органов кровообращения, хронические неспецифические заболевания органов дыхания, опорно-двигательного 
аппарата и периферической нервной системы, отравления, травмы);  

–  увеличилась численность заболеваний, которые раньше встре
чались реже (эндокринные, аллергические, врожденные пороки, болезни иммунной системы и др.); 

–  возросла заболеваемость  некоторыми инфекционными и дру
гими болезнями (туберкулезом, СПИДом, гепатитами, заболеваниями 
крови, аденовирусными болезнями и др.); 

–  определилась многофакторность влияния на здоровье человека 

и появилась необходимость системного подхода к профилактике заболеваний. 

Здоровье человека в конечном счете определяется совокупным 

влиянием природных и социально-экономических факторов жизнедея

тельности человека (рис. 1.1). В понятие «окружающая среда» входят 
и понятия «среда обитания», «производственная среда». 

Среда обитания – комплекс взаимосвязанных абиотических 

(в том числе природно-климатических условий) и биотических факторов, находящихся вне организма и определяющих его жизнедеятельность. Другими словами, это – пространство, в котором осуществляется жизнедеятельность организма: жилой дом, место отдыха, транспортное средство, рабочее место и т.д. 

Производственная среда – часть окружающей человека среды 

(среды обитания), образованная вредными и опасными производственными факторами и условиями, характеризующими рабочее место 
и воздействующими на человека в процессе трудовой деятельности. 

На состояние здоровья населения влияют: 
– образ жизни (табакокурение, употребление алкоголя и наркоти
ков, злоупотребление лекарствами, питание, условия труда, гиподинамия, материально-бытовые условия, семейное положение и др.) – на 
49–53 %; 

– генетические и биологические факторы – на 18–22 %; 

 

Рис. 1.1. Влияние факторов и условий окружающей среды 

на здоровье человека