Деятельность в условиях, существенно отличающихся от естествен­ной среды обитания человека, требует активизации компенсаторных функций организма. Иногда это может быть неотъемлемой составляю­щей деятельности, определяя ее исключительность. Наиболее ярким примером является работа человека в космосе. В особых условиях осу­ществляется также деятельность водолазов, летчиков, моряков, подвод­ников, рабочих "горячих" цехов, рабочих кузнечно-прессового оборудо­вания, шахтеров глубоких шахт, альпинистов, полярников и др.

Условия, при которых имеет место максимальное напряжение ком­пенсаторных функций, называются экстремальными. При их возникновении, как правило, требуется экстренное применение спасательных средств и технологий.

Защитная адаптация особых условий направлена прежде всего на предупреждение повреждающего действия факторов, а также на то, что­бы особые условия не трансформировались в экстремальные.

Температурные условия. Повреждающие воздействия могут быть ме­стными (ожог, обморожение) или общими (перегревание, переохлажде­ние) и представляют опасность не только для деятельности, но для здо­ровья и жизни человека (ожоговый шок, солнечный удар, тепловой удар, замерзание).

При длительном воздействии неблагоприятных температурных усло­вий имеет место нарушение обменных процессов. Так, при длительном воздействии высокой температуры это прежде всего нарушение водно-солевого обмена из-за усиленного потоотделения. Если потоотделение составляет более 5 л в сутки, то в течение нескольких суток развивает­ся тяжелое состояние. Увеличение приема воды может только усугубить его из-за возрастания потери солей.

Длительное воздействие низкой температуры ведет к нарушению об­менных процессов из-за дефицита их энергетического обеспечения. Раз­вивается соноподобное состояние с нарастающим угнетением сердечной и дыхательной деятельности, с прогрессирующим снижением внутрен­ней температуры тела (снижение внутренней температуры тела до 25 °С является критическим). В холодной воде переохлаждение развивается значительно более интенсивно, чем в воздушной среде.

Для предупреждения неблагоприятного воздействия температурного фактора большое значение имеют защитная одежда, специальные питье­вой и пищевой режимы, временные режимы деятельности, релаксацион­ные мероприятия во время отдыха. Создаются системы регулирования температуры и влажности воздуха в производственных помещениях (кондиционеры, вентиляторы, защитные экраны).

Недостаток пищи как энергоносителя. Истощение организма со­провождается нарушением обменных процессов. На фоне снижения работоспособности могут происходить потери сознания - голодные обмо­роки. Недостаток пищи, в свою очередь, усугубляет неблагоприятное действие температурного фактора. Единственный путь предупреждения неблагоприятного эффекта - обеспечение человека полноценным пита­нием калорийностью, соответствующей тяжести выполняемой работы.

Воздушная среда. При нормальном атмосферном давлении содержа­ние кислорода в воздухе производственных помещений должно быть не менее 18%, так как при 17% наблюдается не только усиление дыха­тельной функции, но и нарушения самоконтроля, а также моторно-перпептивной и мнемомыслительной деятельности. Явления дискомфор­та обычно не успевают развиться, и из-за нарастающей гипоксии воз­можна неожиданная потеря сознания. Следует иметь в виду, что дыхание чистым кислородом при нормальном давлении в течение 2-3 суток опасно для жизни из-за поражения легочной ткани. 15%-е содержание кислорода не может обеспечить жизненных функций.

Повышенное (до 1%) содержание углекислого газа неблагоприятно сказывается на работоспособности, а 5%-е его содержание приводит к резкому ухудшению состояния и самочувствия с возможной потерей сознания.

Для предупреждения развития экстремальных условий создаются вентиляционные (для обычных помещений) и регенерационные (для изолированных помещений) системы. В качестве защитных средств ис­пользуются изолирующие дыхательные аппараты.

Изменение атмосферного давления. Действует, во-первых, как ме­ханический фактор; во-вторых, как фактор, нарушающий равновесие между газообразной и растворенной фазами газа в организме; в-третьих, как фактор, изменяющий физиологический эффект газа (отравляющее действие кислорода, азота и углекислого газа при повышенном давле­нии).                                                      Кроме того, при давлении, вдвое превышающем атмосферное, из-за повы­шенной плотности воздуха (дыхательной смеси) голос становится писклявым, ухудшается разборчивость речи.

Как механический фактор понижение, а особенно повышение давле­ния может проявиться в дисбаризме, т.е. нарушении выравнивания дав­ления в воздухосодержащих полостях тела человека с внешним давле­нием. Если разница в значениях давления достигает 380 мм рт.ст., то боль в области среднего уха может полностью дезорганизовать деятель­ность.

Резкое повышение давление в полости легких по отношению к внешнему может серьезно нарушить дыхательную функцию и даже на­нести баротравму (разрыв легочной ткани). Чаще всего это происходит при быстром всплытии (выбрасывании) водолаза с глубины.

Нарушение равновесия между количеством газа, растворенного в тканях организма, и находящимся в газообразном состоянии может возникнуть при переходе от нормального давления к пониженному или от повышенного к нормальному давлению. Возникающая газовая эмболия становится причиной кессонной или декомпрессионной болезни. Кессонная болезнь долгое время оставалась загадкой. Ее возникновение приписывалось даже действию неких таинственных сил. Решение загадки кес­сонной болезни принадлежит профессору Сорбонны Полю Бэру (1878 г.).

Предупреждение неблагоприятного эффекта возможно при обеспече­нии режимов декомпрессии. Время декомпрессии должно быть таким, чтобы растворенный газ выделялся через легкие, минуя переход в газо­вую фазу в самих тканях. В качестве защитных средств используются дыхательные смеси, где азот замещен инертным газом, значительно бы­стрее удаляющимся из организма.

Изменение физиологического эффекта газов атмосферного воздуха при повышенном давлении проявляется в отравляющем действии. От­равляющее действие кислорода выражается в потере кожной чувстви­тельности конечностей, возникновении судорог, чувства тревоги. В дальнейшем происходит потеря сознания.

Отравляющее действие азота проявляется в наркотическом эффекте и становится явным при давлении на 2,5 ати больше нормального. Сна­чала наблюдаются беспричинная веселость, снижение самоконтроля своих действий. Затем при повышении давления теряется способность оценки ситуации, могут совершаться немотивированные поступки, на­растает путаность сознания.

Отравляющее действие углекислого газа проявляется симптомами, подобными тем, которые имеют место при повышении его концентра­ции во вдыхаемом воздухе. Кроме того, углекислый газ под давлением усиливает отравляющее действие кислорода и азота.

Для предупреждения отравляющего действия атмосферных газов под давлением создаются дыхательные смеси, в которых азот заменен инертным газом (чаще всего гелием), исключен углекислый газ, а ки­слород содержится в таком количестве, что его парциальное давление в смеси под давлением близко к парциальному давлению кислорода в ат­мосферном воздухе.

Вредные газовые примеси в воздушной среде. Они могут быть про­дуктами окисления, электризации, биохимических реакций, испарений синтетических материалов, используемых в технике и строительстве. Действие вредных газовых примесей на организм различно. Они могут вызывать и соматические повреждения, и нарушения психической дея­тельности (немотивированные эйфорические, депрессивные или агрес­сивные реакции). Даже при очень малом содержании вредных примесей во вдыхаемом воздухе могут возникать тяжелые повреждения (нарушение процессов метаболизма, блокирование защитных механиз­мов, дезорганизация ферментных и катализаторных систем и т.п.).

Угарный газ, например, соединяется с гемоглобином крови намного активнее, чем кислород, образуя карбоксигемоглобин. В результате нарушается доставка кислорода тканям. Вдыхание воздуха с содержанием угарного газа всего 0,001% через несколько часов приводит к отравле­нию. При 1%-й концентрации достаточно нескольких вдохов. Выхлопные газы автомобилей с бензиновыми двигателями могут содержать до 5-7% окиси углерода. Если такой двигатель работает в плохо вентилируе­мом помещении, то для человека пребывание там смертельно опасно. Даже вне помещения направление ветра может сыграть роковую роль.

Защитные мероприятия связаны с использованием вытяжных венти­ляционных систем и сорбентов, а также изолирующих дыхательных ап­паратов (защитных костюмов и скафандров).

Ускорения, в частности прямолинейные, стали серьезной проблемой в связи с развитием транспортных средств. Кроме прямолинейных ускорений различают еще несколько видов: ради­альные или центростремительные (при изменении направления движения); уг­ловые (при изменении угловой скорости вращения); кориолисово (при измене­нии радиуса вращения тела при одновременном вращении тела в другой плос­кости). Эти виды ускорений необходимо учитывать в деятельности летчиков и космонавтов.

Эффект воздействия зависит от величины ускорения, длительности его действия; вектора ускорения относительно тела человека.

Ускорение характеризуется величиной, кратной ускорению силы тяжести. Ускорение силы тяжести или свободно падающего тела равно 9,81 м/с² и обозначается буквой «g».

Переносимость ускорений поперечно-бокового по отношению к че­ловеческому телу направления наиболее высокая. Наименьшая перено­симость - при направлении продольных ускорений от головы к ногам.

В повседневной жизни человек часто испытывает ускорения типа тех, что имеют место при разгоне и торможении поезда метро (около 0,2 g) Такие ускорения не доставляют особых неудобств пассажирам, но для работы пилота и машиниста они небезразличны. Прежде всего это связано с увеличением физической нагрузки, которое происходит в связи с преодолением возросшей силы тяжести собственного тела и его частей. Ускорение, равное 6,0 g, можно считать критическим. Предел переносимости коротких (в течение менее 1 с), так называемых удар­ных, ускорений в несколько раз выше.

Вибрации. Характерны для многих производственных помещений, где работают, например, мощные механизмы. Эффект воздействия виб­раций на организм человека зависит от их характеристик (амплитуда, частота, период). Общие воздействия связаны с резонансными колеба­ниями отдельных частей тела и внутренних органов (например, резо­нансная частота части тела (например, грудь, живот) равна 5 Гц, а глаз­ного яблока - 80 Гц). Поэтому при разной частоте вибраций оценка их воздействия в пределах «ощутимы» - «трудно переносимы» относится к разным значениям амплитуды. Например, при частоте 1 Гц вибрации ощутимы при амплитуде 1 см, трудно переносимы при амплитуде 25 см, при частоте 100 Гц - 2,5*10^{- 4} и 2,5*10^{- 3} см соответственно. Сильные виб­рации снижают работоспособность, вызывают усталость, нарушают зре­ние, особенно бинокулярное.

При вибрациях малой частоты, большой амплитуды и переменного периода, которые ощущаются как тряска или толчки, могут возникать опасные перемещения тела, ушибы. Выполнение рабочих движений за­труднено. Плавные низкочастотные колебания ощущаются как качка. Укачивание («морская болезнь») возникает, как правило, при повышен­ной чувствительности рецепторов вестибулярного аппарата и внутрен­них органов.

Основные мероприятия по защите человека от вибрационных воздей­ствий предполагают применение амортизационных материалов и уст­ройств. При укачивании иногда следует применять специальные меди­каментозные средства.

Световая среда. Условия, затрудняющие деятельность, связаны чаще всего с перегрузкой светоадаптапионных функциональных механизмов зрения, возникающей при несоответствии уровня освещенности харак­теру зрительной работы и при наличии источников слепящей яркости или резко (более чем в 5 раз) различающихся адаптирующих поверхно­стей в поле зрения.

Защитные меры от неблагоприятных воздействий факторов световой среды предусматривают исключение возможности попадания источников слепящей яркости в поле зрения, применение защитных экранов и оч­ков.

Акустическая среда. Экстремальные условия в производственной акустической среде создаются обычно работающей техникой. В резуль­тате нарушения возникают или из-за физического действия звукового давления по мере приближения к болевому порогу, равному 130 дБ, или из-за затруднения приема-передачи звуковых и речевых сигналов. Так, например, два рядом стоящих человека (расстояние около 0,5 м) при уровне шума около 75 дБ должны кричать, чтобы понять друг друга. Уровни шума более 80 дБ недопустимы для производственных помеще­ний.

Для создания необходимых акустических условий разрабатываются различные технические устройства и приспособления, снижающие шумность машин и механизмов, а также различные звукопоглощающие материалы для отделки производственных помещений. Для некоторых видов помещений (аудитории, концертные залы и т.п.) важно исключить явление реверберации - повторного отражения звука. При высоких уровнях шума в качестве защитных средств должны применяться внут­ренние или внешние заглушки-противошумы.

Ультрафиолетовое излучение (УФ) в солнечном спектре относится к невидимым излучениям. Его биологическая активность связана, в част­ности, с синтезом витамина D в организме, необходимого для нормаль­ной жизнедеятельности организма, особенно детского. Избыток же УФ может оказать повреждающее действие.

В обычных условиях это «солнечные ожоги» - поражение кожного покрова при длительном пребывании на солнце без предварительной адаптации. В условиях высокогорья интенсивность УФ намного выше, поэтому поражения открытых участков кожи лица, рук представляют реальную опасность. Кроме того, еще большую опасность представляют поражения глаз, которые могут развиться до сильных болевых ощуще­ний и светобоязни.

В производственных условиях избыточное УФ возникает при дуговой электросварке, при работе ртутно-кварцевых горелок и др.

Меры защиты от повреждающего действия УФ должны предусматри­вать надежную защиту глаз, кожи лица и тела. Для этого используются защитные очки, маски, козырьки, экраны, защитная одежда.

Источников высокой, ультравысокой сверхвысокой частоты (ВЧ, УВЧ и СВЧ соответственно) в условиях производства имеются немало. Эти облучения небезразличны для человеческого организма и в зависи­мости от длительности и интенсивности могут иметь следствием как нарушение работоспособности и снижения активности, так и серьезные повреждения сердечно-сосудистой, кроветворной и гормональной функ­ций.

Защита от воздействия ВЧ, УВЧ и СВЧ должна предусматривать безопасное расположение рабочих мест и их надежную экранизацию.

Радиоактивное излучение также может быть причиной экстремаль­ных условий. В зависимости от дозы облучения повреждающее воздей­ствие проявляется симптомами лучевой болезни разной тяжести. В тя­желых случаях могут быть полностью и необратимо разрушены жизнен­но важные функции.

Защита от радиоактивного воздействия требует создания специаль­ных систем экранизации на рабочем месте, использования (в случае необходимости) защитных костюмов, дыхательных аппаратов. Кроме того, должна предусматриваться защита питьевой воды и пищи от попа­дания в них радиоактивных частиц.