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. Гармо-
нов [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 человека 
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 подготовки 
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 «Медико-
биологические 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 учебных 
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 инже-
нерной экологии И. Г. Шайхиевым, канд. хим. наук, доц. С. М. Рома-
новой, канд. техн. наук, доц. С. В. Степановой (Казанский националь-
ный 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 исследователь-
ский 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 профилактиче-
ских мероприятий. Здоровье человека определяется совокупным влия-
нием природных, социально-экономических, биологических факторов. 
Показателями здоровья населения являются состояние и динамика де-
мографических процессов, физическое развитие, заболеваемость, ин-
валидность.  

Для современных людей стало привычным жить в обстановке 

экологической напряженности, обусловленной воздействием на орга-
низм огромного количества химических соединений, физических и 
биологических факторов. Ведь в окружающем нас мире возникли но-
вые условия взаимодействия живой и неживой материи, взаимодей-
ствия человека с техносферой. В таких условиях все чаще биологиче-
ское взаимодействие стало замещаться процессами физического и хи-
мического взаимодействия, когда потоки энергии, вещества и инфор-
мации превышают допустимые уровни, оказывая негативное влияние 
на человека и природную среду. При этом химическое и энергетиче-
ское загрязнение окружающей среды во многих отношениях стало 
определяющим фактором дальнейшего развития человечества. Между 
тем внимание к этим проблемам на уровне подготовки экологов и хи-
миков-технологов различных специальностей университетов оказыва-
ется недостаточным.  

По определению Всемирной организации здравоохранения здоро-

вье (ВОЗ) – это состояние полного физического, душевного и соци-
ального благополучия, а не только отсутствие болезней или физиче-
ских дефектов. В практической деятельности используются определе-
ния, 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. Индиви-
дуальное 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 ре-
зистентности, иммунного статуса, адаптационно-компенсаторных 
возможностей организма), вызванное физическими, химическими, 
биологическими, психофизиологическими факторами, может возник-
нуть 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 умень-
шение роли этих сил: научное обоснование гигиенических критериев, 
меры по увеличению пути миграции фактора, усиление иммунозащит-
ной функции организма, профессиональный отбор, предварительные и 
периодические медицинские осмотры, производственное обучение, 
санитарное просвещение, санитарная экспертиза проектов, архитек-
турно-планировочные, технологические и санитарно-технические ме-
роприятия. 

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; опе-
режение 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 сре-
де 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 фак-
торов, в том числе и обеспечивающих безопасное обращение химиче-
ских веществ и биологических агентов; 

– расширение и активизация деятельности по оценке риска, свя-

занного с производством и применением химических веществ, физи-
ческих воздействия и биологических компонентов; 

– гармонизация классификации и маркировки химических ве-
ществ; 
– обмен информацией о токсичных веществах и связанных с ними 
факторах риска; 
– разработка подходов по уменьшению риска воздействия хими-
ческих веществ и физических полей, особенно на генетическом 
уровне; 
– и, наконец, разработка новых методов для мониторинга физиче-
ских и биологических факторов в различных объектах окружающей 
среды и в ряде случаев в организме человека.  
Медико-биологические основы безопасности – комплексная дис-
циплина, изучающая взаимодействие окружающей среды и человека. 
Она находится на стыке медицины и экологии, объединяя физику, хи-
мию, биологию, физиологию, гигиену, токсикологию, медицину труда. 
Приоритетным направлением при изучении данной дисциплины явля-
ется выявление причинно-следственных связей и факторов, порожда-
ющих экологически и производственно обусловленные профессио-
нальные 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 направ-
ление всех природоохранных и профилактических мероприятий. Здо-
ровье – это процесс сохранения и развития биологических, физиоло-
гических, психологических функций, оптимальной трудоспособности 
и социальной активности человека при максимальной продолжитель-
ности 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 (расте-
ний, 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 здоро-
вья конкретного человека, с помощью которой можно было бы всяко-
му 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 оп-
тимума (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 функ-
ции всех органов и систем организма человека уравновешены с окру-
жающей 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 возник-
ли новые закономерности характера и распространенности заболева-
ний человека, демографических процессов.  Указанные изменения в 
состоянии здоровья людей можно обобщенно охарактеризовать сле-
дующим 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, инвалид-
ность, 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 не-
специфические заболевания органов дыхания, опорно-двигательного 
аппарата и периферической нервной системы, отравления, травмы);  

–  увеличилась численность заболеваний, которые раньше встре-

чались реже (эндокринные, аллергические, врожденные пороки, бо-
лезни 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 забо-
леваний. 

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 факто-
ров, находящихся вне организма и определяющих его жизнедеятель-
ность. Другими словами, это – пространство, в котором осуществляет-
ся жизнедеятельность организма: жилой дом, место отдыха, транс-
портное средство, рабочее место и т.д. 

Производственная среда – часть окружающей человека среды 

(среды обитания), образованная вредными и опасными производ-
ственными 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 наркотиков, 
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