Ноксология

Дисциплина: «Ноксология» Модуль 1. Теоретические основы ноксологии Тема 1. Принципы и понятия ноксологии 1.Классификация основных принципов ноксологии При создании новой области научного знания важнейшим шагом является формирование ее понятийного аппарата. Не явилась исключением и ноксология. По современным представлениям научные знания в ноксологии опираются на перечисленные ниже основные принципы. I принцип – принцип существования внешних негативных воздействий на человека и природу: «Человек и природа могут подвергнуться негативным внешним воздействиям». На человека и природу постоянно воздействуют внешние по отношению к ним системы веществ, энергий и информации. Вполне вероятно, что некоторые из них будут способны причинять ущерб здоровью человека или угрожать природе. 2 принцип – принцип антропоцентризма: «Человек есть высшая ценность, сохранение и продление жизни которого является целью его существования». Реализация этого принципа делает приоритетной деятельность, направленную на сохранение здоровья и жизни человека при воздействии на него внешних систем. К такой деятельности относятся, например, такие направления исследований как идентификация опасностей и зон их действия, разработка и применение человеко-защитных средств, контроль их состояния. 3 принцип – принцип природоцентризма: «Природа - лучшая форма среды обитания биоты, ее сохранение - необходимое условие существования жизни на земле». Реализация этого принципа означает, что защита природы является также важной задачей учения ноксология. При этом изучается негативное воздействие промышленных и бытовых отходов, техногенных аварий, селитебных и промышленных зон на региональные природные территории и акватории; анализируется воздействие опасных техногенных объектов на природу в межрегиональных, межконтинентальных и глобальных масштабах. Деятельность по реализации II и III принципов связана с идентификацией опасностей и зон их действия, возникающих при применении техники и технологий; с разработкой и применением эко-биозащитных средств; с мониторингом опасностей в зоне пребывания людей и в природных зонах, испытывающих негативное влияние техносферы. В то же время такие направления исследования и практические разработки как достижение высокой надежности технических систем и технологий, создание высокопрочных строительных конструкций и т. п. для ноксологии имеют также важное значение, поскольку они реализуются авторами проектов для достижения таких показателей ноксологии, как допустимые отходы и допустимый техногенный риск. IV принцип – принцип возможности создания качественной техносферы: «Создание человеком качественной техносферы принципиально возможно и достижимо при соблюдении в ней предельно допустимых уровней воздействия на человека и природу». Этот принцип указывает на возможность достижения качественной техносферы и определяет пути достижения этой цели, основанные на знании человеком необходимости соблюдения нормативных требований по допустимым внешним воздействиям на человека и природу. V принцип – принцип выбора путей реализации безопасного техносферного пространства: «Безопасное техносферное пространство создается за счет снижения значимости опасностей и применения защитных мер». Защита от техногенных и антропогенных опасностей достигается за счет совершенствования источника опасностей и знаний человека об опасностях. Отметим, что при защите от естественных опасностей воздействие на их источники невозможно. VI принцип – принцип отрицания абсолютной безопасности: «Абсолютная безопасность человека и целостность природы - недостижимы». Этот принцип справедлив, поскольку, во-первых, на Земле всегда существуют естественные опасности и процессы потребления ресурсов и захоронения отходов, во-вторых, - неизбежны антропогенные опасности; в-третьих, - практически неустранимы полностью и техногенные опасности. Отметим, что во второй половине XX столетия в СССР были предприняты попытки нарушить этот принцип. Большая часть ученых в области безопасности промышленного труда практически всегда соблюдала правило «От техники безопасности к безопасной технике». Суть этого правила заключалась в том, что проблема безопасности труда как таковая практически всегда ведет к созданию надежных технических устройств и технологий. Неправомерность такого подхода очевидна, поскольку: - абсолютно безопасной техники не существует; любая техническая система обладает определенной надежностью и ее безопасность оценивается показателями техногенного риска; - техногенный риск полностью устранить нельзя, его можно лишь минимизировать; - на любой технический объект всегда оказывается внешнее воздействие, способное в отдельных случаях нарушить его работу; - в работе большинства технических систем принимает участие оператор, обладающий способностью принимать иногда ошибочные решения. VII принцип во многом соответствует принципу Ле-Шателье: эволюция любой системы идет в направлении снижения потенциальной опасности. Этот принцип гласит: рост знаний человека, совершенствование техники и технологии, применение защиты, ослабление социальной напряженности в будущем неизбежно приведут к повышению защищенности человека и природы от опасностей. Этот принцип указывает на позитивный вектор движения общества к решению проблем удовлетворения потребностей человека в безопасности. Путь движения многовариантен и основан прежде всего на росте культуры общества в вопросах безопасности жизнедеятельности человека и защиты окружающей среды. В ноксологии используют ряд установившихся понятий. Отметим главные. Понятие о совокупности систем «человек - техносфера» и «природа - техносфера». Они используются для описания процессов негативного взаимодействия человека (коллектива людей, населения города, региона, страны, планеты Земля, далее по тексту «человека») с окружающей его техносферой и для описания взаимодействия природы с техносферой. Понятие «опасность» – свойство человека и компонент окружающей среды, способное причинять ущерб живой и неживой материи. Опасности техносферы возникают при достижении ее внешними потоками вещества, энергии и/или информации значений, превышающих способность к их восприятию любым объектом защиты без нарушения своей функциональной целостности, т. е. без причинения ущерба. Применительно к БЖД термин «опасность» можно формулировать в виде: «Опасность – негативное свойство систем материального мира, приводящее к потере здоровья человека или к его гибели». Применительно к ЗОС термин «опасность» можно формулировать в виде: «Опасность – негативное свойство систем материального мира, приводящая к деградации природы и ее разрушению». В определении понятия «опасность» формально отсутствует указание на необходимость совпадения координат и времени передачи опасных потоков от источника к объекту защиты. Но этого и не требуется, так как опасен весь материальный мир, окружающий человека, сообщества людей и т. п. Иными словами, вероятность проявления опасности по отношению к другим материальным объектам существует всегда и везде. Понятие «источник опасности» – это компоненты биосферы и техносферы, космическое пространство, социальные и иные системы, излучающие опасность. Для каждого источника опасности характерно наличие уровня, зоны и продолжительности действия опасности. Для описания источника опасности с позиций его негативного влияния на человека и природу используют величину материальных отходов (выбросов, сбросов и отбросов), интенсивность энергетических излучений и вероятность их воздействия (риск). Понятие «объект защиты» – это человек или окружающая среда с ее биоресурсами. Понятие «безопасность объекта защиты» – состояние объекта защиты, при котором внешнее воздействие на него потоков вещества, энергии и информации из окружающей среды не превышает максимально допустимых для объекта защиты значений. Понятие «защита от опасностей» – способы и методы снижения уровня и продолжительности действия опасностей на человека и природу. Принципиально защиту объекта от опасностей реализуют снижением негативного влияния источников опасности (сокращением значения риска, размеров и времени действия опасных зон), выведением объекта из опасной зоны; применением экобиозащит-ной техники и средств индивидуальной защиты. 2.Понятие «ноксология и «опасность» В ноксологии основными объектами защиты являются человек, сообщество людей и все население Земли, биосфера. Человек обладает толерантностью - способностью организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды. Американский зоолог В. Шелфорд в начале XX века сформулировал закон толерантности: «Лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) организма к заданному фактору». Этот закон определяет возможность изменения потоков вещества и энергии в среде обитания человека. Также посредством этого закона можно определить ряд характерных видов воздействия потоков на человеческих организм: - оптимальное воздействие, при котором потоки соответствуют комфортным величинам: создаются комфортные условия для жизнедеятельности и отдыха человека; - допустимый уровень, при котором потоки воздействуют на человека и его среду обитания, не оказывая сильного негативного влияния на здоровье. Однако данный метод воздействия приводит к некоторому ощущению дискомфорта; - опасное воздействие, при котором все потоки, влияющие на жизнедеятельности человека отрицательно сказываются на здоровье, вызывая при длительном воздействии различные заболевания; - чрезвычайное опасные потоки, при которых за короткий промежуток времени человеческому организму и среде обитания может быть нанесен непоправимый ущерб, в том числе гибель как человека, так и окружающей его живой среды. Из четырех характерных видов воздействия среды обитания на человека первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно опасное) являются недопустимыми для процессов жизнедеятельности человека. Опасности, условия их возникновения и реализации Опасность - центральное понятие в ноксологии - интуитивно понимается всеми, но для достижения состояния безопасности объекта защиты необходимо владеть комплексом логических представлений о ней: -прежде всего, следует понять что опасности возникли одновременно с возникновением материи и будут существовать вечно; -опасности представляют собой недопустимые для восприятия материальным объектом потоки вещества, энергии и информации. В принципе обмен потоками в материальном мире - это естественный процесс существования материи. В соответствии с законом сохранения жизни Ю. Н. Куражсковского: «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации». Наличие таких потоков характерно и обязательно для существования материи. Основные потоки современного мира перечислены ниже. Потоки в естественной среде: -солнечное излучение, излучение звезд и планет; -космические лучи, пыль, астероиды; -электрическое и магнитное поля Земли; -круговороты веществ в биосфере в экосистемах, в биогеоценозах; -потоки, связанные с атмосферными, гидросферными и литосферными явлениями, в том числе и со стихийными; -другие. Потоки в техносфере: -потоки сырья, энергии; -потоки продукции отраслей экономики; -отходы экономики; -информационные потоки; -транспортные потоки; -световые потоки (искусственное освещение); -потоки при техногенных авариях; -другие. Потоки в социальной среде: -информационные потоки (обучение, государственное управление, международное сотрудничество и т. п.); -людские потоки (демографический взрыв, урбанизация населения); -другие. Потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности: -потоки кислорода, воды, пищи и иных веществ (алкоголь, табак, наркотики и т. п.); -потоки энергии (механической, тепловой, солнечной и др.); -потоки информации; -потоки отходов процесса жизнедеятельности; -другие. При оценке влияния потоков необходимо знать следующее: -действия потоков часто тесно переплетены, т. е. действует принцип «все воздействует на все»; -в ряде случаев потоки, столь необходимые для существования жизни, могут превысить допустимые для воспринимающего их элемента материи уровни и тем самым вызвать в нем необратимые процессы (разрушение, гибель и т. п.). Такие ситуации опасны для материи. Поэтому, если потоки не приносят ущерба воспринимающей их материи, то идет естественный процесс, и такие потоки принято называть допустимыми. Если потоки наносят ущерб, то их называют недопустимыми или опасными. -максимальные значения потоков, при которых ущерб еще не возникает, называют предельно допустимыми; общепринято широкое использование таких понятий как: ПДК - предельно допустимая концентрация веществ; ПДУ - предельно допустимые уровни энергетического воздействия; ПДВ - предельно допустимые выбросы в атмосферу и т. д.; -возникновение опасной ситуации при наличии потоков от источника опасности определяется свойствами объекта защиты, его способностью воспринимать и переносить воздействующие потоки; -опасности реализуются лишь при взаимодействии источника опасности, генерирующего поток воздействия, и элемента материи (объекта защиты), воспринимающего этот поток, т. е. опасности проявляют себя только во взаимодействии систем «источник опасности - объект защиты»; отсутствие одной из названных систем теоретически вообще исключает вопрос о защите от опасностей; Таким образом, для возникновения и реализации опасности необходимо соблюдение определенных условий: -наличие совокупности систем «источник воздействия - объект защиты» и их совпадение по месту и по времени пребывания в жизненном пространстве; -наличие источника опасности, способного создавать значимые потоки вещества, энергии или информации; -наличие у защищаемого объекта ограничений по величине воздействия этих потоков. Качественная классификация опасностей Качественную классификацию (таксономию) опасностей целесообразно вести по двухуровневой схеме, сведя в первую группу (I уровень) классификации свойства опасности, их происхождение, параметры и- зоны воздействия, а именно: -происхождение источника опасностей; -вид потока, образующего опасность; -интенсивность (уровень) воздействия опасности; -длительность воздействия опасности на объект защиты; -вид зоны воздействия опасностей; -размеры зон воздействия опасности; -степень завершенности процесса воздействия опасности на объект защиты. Во вторую группу (II уровень) классификации целесообразно свести признаки, связанные со свойствами объекта защиты, а именно: -способность объекта защиты различать опасности; -вид влияния негативного воздействия опасности на объект защиты; -численность лиц, подверженных воздействию опасности. Классификация опасностей по признакам, характеризующим их свойства (I группа) и воздействие на объект защиты (II группа), приведена в табл. 1. Ситуации, в которых опасности реализуются, принято разделять на происшествия и чрезвычайные происшествия (ЧП), а ЧП – на аварии, катастрофы и стихийные бедствия. Происшествие – событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским, природным и/или материальным ресурсам. Чрезвычайное происшествие – событие, происходящее обычно кратковременно и обладающее высоким уровнем негативного воздействия на людей, природные и материальные ресурсы. К ЧП относятся крупные аварии, катастрофы и стихийные бедствия. Авария – чрезвычайное происшествие в технической системе, не сопровождающееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно. Таблица 1. Признаки классификации Вид (класс) I группа. Свойства опасностей По происхождению Естественные Естественно-техногенные Антропогенные Антропогенно-техногенные Техногенные По физической природе потоков Массовые Энергетические Информационные По интенсивности потоков Опасные Чрезвычайно опасные П о дл ител ьности воздействия Постоянные Переменные, периодические Импульсные, кратковременные По виду зоны воздействия Производственные Бытовые Городские (селитебные) Зоны ЧС По размерам зоны воздействия Локальные (местные) Региональные Межрегиональные Глобальные По степени завершенности процесса воздействия Потенциальные Реальные Реализованные II группа. Свойства объекта защиты По способности различать (идентифицировать) опасности Различаемые Неразличаемые По виду негативного влияния опасности Вредные Травмоопасные По численности лиц, подверженных опасному воздействию Индивидуальные (личные) Групповые (коллективные) Массовые Катастрофа – чрезвычайное происшествие в технической системе, сопровождающееся гибелью людей. Стихийное бедствие – чрезвычайное происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, техносферы, к гибели или потере здоровья людей. В результате возникновения ЧП на объектах экономики, в регионах и на иных территориях могут возникать чрезвычайные ситуации. Чрезвычайная ситуация (ЧС) – состояние объекта, территории или акватории, как правило, после ЧП, при котором возникает угроза жизни и здоровью для групп людей, наносится материальный ущерб населению и экономике, деградирует природная среда. Количественная оценка и нормирование опасностей Для количественной оценки (квантификации) опасностей жизненных потоков используют критерии допустимого вредного воздействия потоков (веществ, энергии, информации) и критерии допустимой травмоопасности потоков. Критерии допустимого вредного воздействия потоков. В любой точке жизненного пространства массовые, энергетические и информационные потоки могут оказывать воздействие. В общем виде это воздействие на объект (человека, природу) определяется его интенсивностью и длительностью экспозиции. Основное условие допустимости воздействия потоков- это предельно допустимое значение потока. Для того, чтобы оценить степень воздействия тех или иных вредных факторов на организм человека, нужно использовать закон субъективной количественно оценки раздражителя по методу Вебера-Фехнера. Этот закон показывает взаимосвязь между изменениями в силе раздражающего элемента и силой вызванного этим элементов раздражения. По этому соотношению выявили правило, что сила реакции организма прямо пропорциональна относительному приращению раздражителя. Кроме того, на базе этого закона можно построить нормирование вредных факторов, влияющих на организм человека. Для того, чтобы ограничить влияние вредных биологических факторов внешней среды, необходимо ограничить допустимые уровни или концентрации этих факторов. Необходимо заметить, что предельным уровнем допустимого потока является максимальное значение фактора, которое воздействует на человека либо изолированно, либо в сочетании с другими факторами внешней среды. Предельно допустимое значение потока устанавливают для производственной и окружающей среды. При их выборе руководствуются следующими принципами: - приоритет медицинских и биологических показаний к установлению санитарных регламентов перед прочими подходами (технической достижимостью, экономическими требованиями); - пороговость действия неблагоприятных факторов (в том числе химических соединений с мутагенными или канцерогенными эффектами действия, ионизирующего излучения); - опережение разработки и внедрения профилактических мероприятий, предупреждающих появление вредного фактора. Потоки энергии и информации воздействуют на объект защиты непосредственно, поэтому их влияние оценивают величинами интенсивности. При химическом загрязнении воздуха предельным уровнем является ПДК – предельно допустимая концентрация вредного вещества, которую устанавливают отдельно для рабочей зоны и для населенной местности. Последний норматив всегда меньше ПДК рабочей зоны. Такое различие можно объяснить тремя обстоятельствами: во-первых, в рабочей зоне заняты люди физически и биологически более подготовленые, чем остальные слои населения (дети, пожилые люди); во-вторых, вредные факторы обычно формируются в рабочей зоне и ослабляются с расстоянием при переходе в окружающую среду, поэтому объективно их содержание можно снизить в зонах вне производства; в-третьих, действие факторов на людей в рабочей зоне продолжается только в течение рабочей смены, а в окружающей среде –круглосуточно. В воздухе рабочей зоны содержание вредных веществ не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных гигиеническими и другими нормативами. На территории промышленных объектов допустимое содержание вредных веществ на должно превышать 0,ЗПДК. Для оценки качества атмосферного воздуха в населенных пунктах регламентированы два вида допустимых концентраций: максимально разовая (ПДКМр) и среднесуточная (ПДКСС), при этом концентрация каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы не должна превышать ПДКмр, если ее экспозиция не более 20 мин. Если время воздействия вредного вещества превышает 20 мин, то необходимо соблюдать концентрацию меньшую ПДКСС. Критерии допустимого воздействия установлены и для всех других случаев возникновения опасностей: для шума, вибраций, инфразвука и ультразвука, лазерного, инфракрасного, ультрафиолетового и радиационного излучений, случаев загрязнения воды и почв, продуктов питания и т. д. Конкретные значения ПДК и ПДУ установлены санитарными нормами. Критерии допустимой травмоопасности потоков. Вероятность воздействия травмоопасных потоков на людей оценивают величинами риска принудительной потери жизни. Это происходит в тех случаях, когда потоки масс и/или энергий от источника негативного воздействия в жизненном пространстве нарастают стремительно и достигают чрезмерно опасных значений (например, при авариях). Вероятность такого негативного воздействия обычно связана с возникновением чрезвычайных происшествий (событий) природного и/или техногенного характера. Для ее оценки используется понятие риска. Риск – вероятность реализации негативного воздействия за определенный период времени (например, за год). Риск оценивают на основе статистических данных или теоретических исследований. При использовании статистических данных величину риска определяют по формуле: R=N4C/NQ, где N4C – число чрезвычайных событий в год; - общее число событий в год. Для оценки вероятности реализации чрезвычайно опасных негативных воздействий на людей используются следующие виды риска: -индивидуальный (Rи), когда объектом защиты является человек; -социальный (Rc), когда объектом защиты является группа людей. Индивидуальный риск обусловлен вероятностью реализации опасностей с воздействием на человека в конкретных ситуациях. Его определяют по формуле: Rи = Т/С, где Т- численность погибших (пострадавших) за год от определенного фактора или от их совокупного воздействия, например, при работе шахтером, испытателем и т. п.; С – численность людей, подверженных воздействию этих факторов за год. Причины возникновения индивидуального риска многочисленны и разнообразны. Распределение индивидуального риска Rи в пространстве около источника обычно неравномерно. В зоне, прилегающей непосредственно к источнику опасности, он равен величине техногенного риска источника, а затем убывает по мере удаления от источника опасности. Социальный риск характеризует негативное воздействие чрезвычайных опасностей на группы людей. Обычно его оценивают по формуле: где АР- численность погибших от ЧП одного вида в год; Р – средняя численность лиц, проживающих или работающих на данной территории, подверженной влиянию ЧП. К источникам и факторам социального риска прежде всего относятся: - особо опасные объекты, технические средства, склонные к возникновению аварий; - урбанизированные территории с неустойчивой ситуацией; - эпидемии; - стихийные бедствия. Социальный риск Rc в зоне расположения опасного объекта зависит от величины техногенного риска объекта и показателей количественного распределения людей, находящихся в зоне риска. Местами скопления людей обычно являются производственные и учебные помещения, учреждения, зоны отдыха и т. п. Для оценки воздействия ЧП на природу используют понятие экологического риска Rэ. Его оценивают как отношение числа разрушенных природных объектов ДО к общей численности объектов О на рассматриваемой территории в течение года. Факторами экологического риска в основном могут быть: -техногенное влияние на окружающую природную среду; -стихийные явления - землетрясение, наводнение, ураган, засуха и т. п. Человечество во все времена своего существования вело активную борьбу с опасностями. Не случайно много внимания уделялось защите от пожаров, соблюдению правил техники безопасности на производстве, снижению дорожно-транспортных происшествий и т. п. При этом регламентировались прежде всего безопасные приемы деятельности и применялась защита от опасностей. 3. Совокупность систем «человек — техносфера» и «природа – техносфера». Источник опасности Ноксология изучает происхождение и совокупное действие опасностей, описывает опасные зоны и показатели их влияния на материальный мир, оценивает ущерб, наносимый опасностями человеку и природе. В ноксологию входит также изучение принципов минимизации опасностей в источниках и основ защиты от них в пределах опасных зон. Ноксология отражает и систематизирует научно-практические достижения в области человеко- и природозащитной деятельности, основывается на теоретических разработках отечественных и зарубежных ученых. Известные знания о безопасности жизнедеятельности и защите природы объединены в рамках этого учения далеко не случайно. Они имеют одну понятийную основу и неразрывно связаны с понятием «опасность», имеют общее реальное содержание, обусловленное общностью источников опасностей, действующих, как правило, одновременно на человека, общество и природу, а также значительную общность средств защиты. В основу ноксологии положены следующие принципы: -принцип возможности создания качественной техносферы, который гласит, что создание человеком качественной техносферы принципиально возможно и достижимо при соблюдении в ней предельно допустимых воздействий на человека и природу; -принцип рационального выбора путей реализации безопасного техносферного пространства, который гласит: безопасное техносферное пространство создается за счет снижения значения опасностей и применения защитных мер; -принцип позитивного развития общества в сфере безопасности: рост знаний человека, совершенствование техники и технологий, применение защиты, ослабление социальной напряженности в будущем неизбежно приведут к повышению защищенности человека и природы от опасностей. Движение к безопасности многовариантно и основано прежде всего на росте культуры безопасности личности и культуры безопасности общества, достигаемых за счет знаний и практического опыта. Ноксология изучает: ноксология техносфера толерантность защита - теоретические основы: где рассматриваются принципы и понятия ноксологии, в том числе и центральное понятие «опасность», закон толерантности и аксиомы ноксологии, дается таксономия опасностей и понятие полей опасностей; - ноксосферу (современный мир опасностей), действующую непосредственно на человека и природу в ее региональном и глобальном масштабе, повседневно и в чрезвычайных ситуациях; - основы защиты от опасностей при их воздействии на человека, урбанизированные территории, планету и космос; - идентификацию опасностей, зоны и риски их воздействия; - требования к источникам опасностей, действующих в техносфере, малоотходные и наилучшие современные технологии, экологический менеджмент объектов хозяйственной деятельности; - показатели негативного влияния и мониторинг опасностей; - перспективы развития человеко- и природозащитной деятельности, повышения уровня культуры безопасности научно-технических работников, руководителей объектов экономики, государственных деятелей и всего населения страны. Необходимо отметить, что совокупность научного знания, входящая в ноксологию ранее фрагментарно, изучалась и рассматривалась без должного теоретического обоснования и обобщения в таких разделах практического знания как «Охрана труда», «Защита в чрезвычайных ситуациях», «Экология», «Охрана окружающей среды». Особо нужно отметить, что экология, роль которой все больше осознается в современном обществе, часто подменяется некорректным понятием «плохая экология». Возникновение ноксологии - новой области научного знания - позволяет сосредоточить усилия человечества на защите человека и окружающей его среды от опасностей. В ноксологии используют ряд установившихся понятий. К ним, прежде всего, относятся следующие: 1. Понятие о совокупности систем «человек — техносфера» и «природа – техносфера». Указанные совокупности систем используются для описания процессов негативного взаимодействия коллектива людей, населения города, региона, страны, планеты Земля (далее — человека) с окружающей его техносферой и взаимодействия природы с техносферой. В современном мире для человека характерны два полярных вида среды обитания – биосфера (природная) и техносфера (производственная, селитебная и бытовая). Для описания негативного влияния техносферы на природу используют совокупность систем «природа – техносфера». 2. Понятие «опасность». Это свойство человека и компонентов окружающей среды причинять ущерб живой и неживой материи. Опасности техносферы возникают при достижении существующими в ней внешними потоками вещества, энергии и (или) информации значений, превышающих способность к их восприятию любым объектом защиты системы без нарушения его функциональной целостности, т.е. без причинения ущерба. 3. Понятие «источник опасности». К источникам опасности относятся компоненты биосферы и техносферы, космическое пространство, социальные и иные системы. Для каждого источника опасности характерно наличие уровня, зоны и продолжительности действия опасности. Для описания источника опасности с позиций его негативного влияния на человека и природу используют величину материальных отходов (выбросов, сбросов и отбросов), интенсивность энергетических излучений и его техногенный риск. 4. Понятие «безопасность объекта защиты». Это состояние объекта защиты, при котором внешнее воздействие на него потоков вещества, энергии и информации из окружающей среды не превышает максимально допустимых для объекта значений. 5. Понятие «защита от опасностей». К этому понятию относятся способы и методы снижения уровня и продолжительности действия опасностей на человека и природу. Защиту объекта от опасностей реализуют снижением негативного влияния источников опасности (сокращением значения техногенного риска и размеров опасных зон), его выведением из опасной зоны; применением экобиозащитной техники и средств индивидуальной защиты. 4. Безопасность объекта защиты, применение экобиозащитной техники и средств индивидуальной защиты. При взаимодействии человека (оператора) с оборудованием (машиной) и окружающей производственной и непроизводственной средой возникает ряд опасных и вредных факторов, которые могут оказать негативное воздействие как на человека, так и на окружающую среду. Потенциальные опасности при таком взаимодействии изучаются в системе «человек – машина – окружающая среда». Опасный фактор — фактор, воздействие которого на работающего, потенциально может привести к травме. Вредный производственный фактор — фактор, воздействие которого на работающего может привести к заболеванию (МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ. СИСТЕМА СТАНДАРТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. Дата введения 1976-01- 0). При анализе потенциальных опасностей используются следующие основные понятия. Несчастный случай – случайное событие, приводящее к повреждению организма человека (травме или заболеванию). Авария – (повреждение, ущерб) выход из строя, повреждение какого-либо механизма, машины и т. п. во время работы, движения. Отказ – нарушение работоспособности технического объекта вследствие недопустимого изменения его параметров или свойств под влиянием внутренних физико-химических процессов и внешних механических, климатических или иных воздействий. Инцидент – случайное происшествие, приводящее к изменениям в технической системе. Опасный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на человека может привести к травме. Вредный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к заболеванию. Качественный и количественный анализ опасностей . При анализе потенциальных опасностей, возникающих при функционировании технических систем используют качественные и количественные оценки. Качественный анализ опасностей позволяет определить источники опасностей, вероятности несчастного случая, аварии или отказа, величину риска, возможные последствия, возможные пути предотвращения несчастного случая или аварии. Качественные методы анализа опасностей могут включать в себя: предварительный анализ, анализ последствий, анализ опасностей с помощью дерева последствий, анализ опасностей методом потенциальных отклонений, анализ ошибок персонала и другие. Предварительный анализ как правило, осуществляется в следующем порядке: - Проводится изучение законов, стандартов, правил, действия которых распространяются на данный технический объект, систему, процесс; - проверяется техническая документация на ее соответствие законам, правилам, принципам и нормам стандартов безопасности; - исследуются технические характеристики объекта, системы, процесса, используемые сырье, материалы, энергетические источники, рабочие среды с точки зрения их потенциальной опасности для человека и окружающей среды; - составляется перечень потенциальных опасностей. Анализ последствий осуществляется в следующем порядке: - техническую систему подразделяют на компоненты; - для каждого компонента выявляют возможные отказы; - изучают потенциальные изменения, которые может вызвать тот или иной отказ на исследуемом техническом объекте; - отказы классифицируют по опасностям и разрабатывают предупредительные меры, включая конструкционные изменения. Анализ ошибок персонала включает в себя следующие основные этапы: - анализ системы и вида работы; - определение цели; - идентификацию вида потенциальной ошибки; - идентификацию последствий; - идентификацию возможности исправления ошибки; - идентификацию причины ошибки; - выбор метода предотвращения ошибки; - оценку вероятности ошибки; - оценку вероятности исправления ошибки; - расчет риска; - выбор путей снижения риска. При количественном методе оценки опасностей применяются методы теории вероятности для оценки того или иного нежелательного события (аварии, несчастного случая, отказа и т. д.). Сложные системы разбивают на ряд подсистем. Подсистемой называют часть системы, которую определяют по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам функционирования системы. Тот или иной несчастный случай или аварию можно рассматривать как случайное событие, которое является основным понятием теории вероятностей. Случайным событием называется такое событие, которое при осуществлении некоторых условий (например, сохранение или изменение условий функционирования технической системы) может произойти или не произойти. Риск – это вероятность физического повреждения или причинения вреда в какой-либо форме из-за наличия потенциальной опасности, связанной с желанием осуществить определенный вид действий. Различают: - риск при наличии источника опасности - риск при наличии источника, оказывающего вредное воздействие на здоровье. Источник опасности потенциально обладает повреждающими факторами, которые воздействуют на организм, собственность или окружающую среду в течение относительно короткого отрезка времени. Источник, характеризующийся вредными факторами, воздействует на объект в течение достаточно длительного времени. Эксплуатация любого вида оборудования связана потенциально с наличием тех или иных опасных или вредных производственных факторов. Основные направления снижения травмирования . Основными направлениями для снижения опасности травмирования при эксплуатации технических систем являются: - механизация, - автоматизация, - применение манипуляторов и РТК (робототехнических комплексов). Цели механизации: создание безопасных и безвредных условий труда при выполнении определенной операции. Исключение человека из сферы труда обеспечивается при использовании РТК, создание которых требует высоко научно-технического потенциала на этапе как проектирования, так и на этапе изготовления и обслуживания, отсюда значительные капитальные затраты. Требования направлены на обеспечение безопасности, надежности, удобства в эксплуатации. Безопасность машин определяется отсутствием возможности изменения параметров технологического процесса или конструктивных параметров машин, что позволяет исключить возможность возникновения опасных факторов. Надежность определяется вероятностью нарушения нормальной работы, что приводит к возникновению опасных факторов и чрезвычайных (аварийных) ситуаций. На этапе проектирования, надежность определяется правильным выбором конструктивных параметров, а также устройств автоматического управления и регулирования. Удобства эксплуатации определяются психофизиологическим состоянием обслуживающего персонала. На этапе проектирования удобства в эксплуатации определяются правильным выбором дизайна машин и правильно спроектированным рабочим местом оператора (пользователя). ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования. ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования. Опасная зона оборудования — производство, в котором потенциально возможно действие на работающего опасных и вредных факторов и как следствие - действие вредных факторов, приводящих к заболеванию. Опасность локализована вокруг перемещающихся частей оборудования или вблизи действия источников различных видов излучения. Размеры опасных зон могут быть постоянные, когда стабильны расстояния между рабочими органами машины и переменными. Существует три стратегических метода защиты от опасностей на производстве. - Пространственное или временное разделение ноксосферы (пространство, в котором с высокой вероятностью возможна реализация потенциальной опасности) и гомосферы (пространство, в котором находится человек, например - рабочее место). - обеспечение безопасного состояния среды, окружающей человека. При этом используют блокировки, ограждения, отделяющие опасные механизмы от человека, вентилирование и кондиционирование воздуха рабочей зоны и др. Широко применяют средства коллективной защиты (СКЗ), например, защитные экраны на пути распространения шума и т.п. - Адаптация человека к ноксосфере, то есть усиление защитных свойств человека. Для решения этой проблемы используют средства индивидуальной защиты (СИЗ), что позволяет опускаться в глубины моря, выходить за пределы космической станции, выдерживать 500°С при пожаре и др. Наряду с СИЗ, применяют методы, обеспечивающие адаптацию человека к производственной среде, например, обучение работающих безопасным приёмам работы, инструктирование и т.п. Принципы обеспечения безопасности труда условно разделяют на четыре класса: - ориентирующие, - технические, - управленческие - организационные. Ориентирующие принципы определяют направление поиска безопасных решений. При этом используется системность в подходе к решению проблем, принцип возможности замены человека в опасной зоне промышленными роботами, принцип сбора информации об объекте и классификации опасностей (например, классификация зданий по пожароопасности), принцип нормирования (нормы освещённости, шума) и некоторые другие. Группа технических принципов включает в себя: - защиту расстоянием и временем; - экранирование опасности; - слабое звено (предохранители, клапаны); - блокировку и др. К организационным относятся принципы: - несовместимости (например, правила хранения некоторых химических веществ); - компенсации (предоставления льгот лицам, работающим в опасных зонах); - нормирования и др. В группу управленческих входят принципы: - плановости (планирование профилактических и иных мероприятий); - обратной связи, подбора кадров, стимулирования; - контроля и ответственности. Средства обеспечения безопасности делятся на две группы: - средства коллективной защиты; - средства индивидуальной защиты. Например, палатка - это средство коллективной защиты, а накомарник - средство индивидуальной защиты. В свою очередь средства коллективной и индивидуальной защиты делятся по разным признакам: - по характеру опасностей; - конструкции; - области применения и др. В настоящее время возрастает роль автоматических средств безопасности, например, для предупреждения пожаров, наблюдения за качеством воды и др. Основные средства защиты. Средства защиты от воздействия опасных зон оборудования подразделяется на: коллективные и индивидуальные. 1. Коллективные: - Оградительные - стационарные (несъемные); - подвижные (съемные); - переносные (временные) Оградительные средства предназначены для исключения возможности попадания работника в опасную зону: зону ведущих частей, зону тепловых излучений, зону лазерного излучения и т.д. 2. Предохранительные: наличие слабого звена (плавкая вставка в предохранитель); с автоматическим восстановлением кинематической цепи 3. Блокировочные: - механические; - электрические; - фотоэлектрические; - радиационные; - гидравлические; - пневматические; - пневматические 4. Сигнализирующие: - по назначению (оперативные, предупредительные, опознавательные средства); - по способу передачи информации - световая; - звуковая; - комбинированная Сигнализирующие средства предназначены для предупреждения и подачи сигнала об опасности в случае попадания работающего в опасную зону оборудования. 5. Средства защиты дистанционного управления - визуальная; - дистанционная Предназначены для удаления рабочего места персонала, работающего с органами, обеспечивающими наблюдение за процессами или осуществление управления за пределами опасной зоны. 6. Средства специальной защиты, которые обеспечивают защиту систем вентиляции, отопления, освещения в опасных зонах оборудования. Требования безопасности должны учитываться на всех стадиях творческой деятельности: - научный замысел, - научно-исследовательская работа (НИР), - опытно-конструкторская работа (ОКР), - создание проекта, - реализация проекта, - испытания, - производство, - эксплуатация, - модернизация, - консервация, - ликвидация - и захоронение. Различны средства управления безопасностью на производстве. К ним относятся: - воспитание культуры безопасного поведения; - обучение населения; - применение технических и организационных средств коллективной защиты; - применение индивидуальных средств защиты; - использование системы льгот и компенсаций и др. Экобиозащитная техника. Экобиозащитная техника - аппараты, устройства и системы, предназначенные для предотвращения загрязнения воздуха, охраны чистоты вод, почв, для защиты от шума, электромагнитных загрязнения и радиоактивных отходов. Если при совершенствовании технических систем не удаётся обеспечить предельно допустимые воздействия на человека вредных факторов в зоне его пребывания, то необходимо применять экобиозащитную технику: - пылеуловители; - водоочистные устройства; - экраны; - ограждения; - защитные боксы - санитарно защитные зоны; - малоотходные и безотходные технологии; - выбор и применение индивидуальных и коллективных средств защиты. Классификация и основы применения экобиозащитной техники. Средства коллективной защиты работающих от действия вредных факторов должны удовлетворять следующим требованиям: - быть достаточно прочными, простыми в изготовлении и применении; - исключать возможность травмирования; - не мешать при работе, техническом обслуживании, ремонте; - иметь надёжную фиксацию в заданном положении. Тема 2. Условия возникновения и реализации опасностей 1. Основные определения и термины ноксологии; принципы формирования понятийного ряда ноксологии; структура понятийного ряда ноксологии Основой любой конкретной деятельности является некоторое связанное множество понятий – понятийный ряд. Этот ряд позволяет строить модели объектов и исследовать их свойства. При формировании понятийного ряда необходимо соблюдать некоторые принципы. В качестве основных принципов выберем три. Принцип гармонизации. Для гармонизации понятийного аппарата необходимо на практике использовать только логически непротиворечивые определения терминов, даже если они не закреплены юридически. Принцип исходного понятия. Необходимо выбрать некоторое исходное понятие, т.е. термин, содержание которого не вызывает сомнений, и который может быть использован в качестве основы для остальных определений. На основе этого понятия и будут строиться все остальные определения. Принцип единственности. При построении понятийного ряда следует учесть, что любое понятие, являющееся общим для нескольких областей деятельности, не может в равной степени использоваться в них, а одно и то же определение в конспекте различной деятельности приобретает различный смысл. Поэтому в разных словарях и энциклопедиях мы можем встретить разные определения для одинаковых терминов. Однако, мы должны выбрать или сформировать то единственное определение, которое подходит для нашей области деятельности. Структура понятийного ряда ноксологии. Для выбора исходного понятия необходимо рассмотреть те термины, содержание которых не вызывает сомнений, и которые могут быть использованы в качестве основы для остальных определений. В качестве таких элементарных понятий для ноксологии можно использовать понятия угроза, вред, ущерб. Угроза говорит о чем-то еще не совершенном, т.е. нереализованном, поэтому оно не полностью отвечает требованиям к исходному понятию. Ущерб – это сложное понятие, которое можно определить исходя из понятия вред. Таким образом, в качестве исходного понятия воспользуемся термином вред. Он не используется в качестве сложного понятия, и, с другой стороны, у людей не возникает двойного понимания, когда они слышат это слово. Будем считать, что его значение ясно всем и не нуждается в определении. По форме вред может быть острым и хроническим. Острый вред – приводит к травме, хронический вред – приводит к заболеванию. Острый вред генерирует опасные факторы, хронический вред – генерирует вредные факторы. Выбрав в качестве исходного понятия «ВРЕД», «ОПАСНОСТЬ» определим как свойство объекта, выраженное в его способности причинять вред себе и другим объектам. Опасности реализуются в ходе некоторых событий, назовем их «ОПАСНЫЕ СОБЫТИЯ». При реализации опасного события причиняется вред. Результат причинения вреда назовем «ПОРАЖЕНИЕМ». Нереализованную (потенциальную) опасность будем характеризовать таким понятием как «РИСК», понимая под риском меру опасности. Мера – это количественная характеристика, меру опасности будем представлять как произведение вероятности причинения вреда, на тяжесть причиненного вреда. В соответствии с действующими нормами, нормативные требования чаще всего являются детерминированными значениями физических, химических или биологических характеристик вредных и опасных факторов, если же учесть вероятность реализации факта превышения критериальных значений (норм) то вместо детерминированной меры опасности мы получим вероятностную меру опасности, которую назовем показатель риска. Из приведенных суждений можно сделать вывод о необходимости включения в структуру понятийного ряда ноксологии четырех групп понятий: 1. Понятия, связанные с опасностью. 2. Понятия опасных событий. 3. Понятия, связанные с поражением. 4. Понятия связанные с риском. Каждую группа понятий начинается с понятия, давшего название группе, затем идут соподчиненные понятия. Мы старались включить в ряд только основные понятия, назовем их понятия первого ранга, могут быть понятия и более низких рангов. В группу понятий связанных с опасностью, кроме термина опасность включим термины: источник опасности; опасные вещества; опасные воздействия. В группу «опасные события» вошли термины: опасное событие; профессиональное заболевание; несчастный случай; инцидент; авария. Понятие поражение раскрывается в терминах поражающий фактор, вредный фактор, опасный фактор, поражающий параметр, критерий поражения. Характеризуя группу понятий связанных с риском нельзя не остановиться на таких понятиях как приемлемый риск, профессиональный риск. Особое место в этой группе занимают показатели риска: технический риск, потенциальный риск, индивидуальный риск, коллективный риск и социальный риск. Законы ноксологии Закон Куражсковского Человек и окружающая его среда (природная, производственная, городская, бытовая и др.) в процессе жизнедеятельности постоянно взаимодействуют друг с другом. При этом действует Закон сохранения жизни Ю.Н. Куражсковского. Профессор Куражсковский Юрий Николаевич – доктор географических наук, специалист по методологии решения проблем экологии, охраны природы и природопользования. Основоположник науки – «Природопользование». Отмечая, что в жизни экологических систем действуют общие термодинамические принципы и законы сохранения энергии, вещества, информации Куражсковский сделал вывод что в живых системах выполняется принцип энергетической проводимости: поток энергии, вещества и информации в системе как целом должен быть сквозным, охватывающим всю систему или косвенно отзывающимся в ней. Иначе система не будет иметь свойства единства. Из этого принципа Куражсковский вывел законом сохранения жизни, закон сформулирован в книге «Введение в экологию и природопользование»: «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока веществ, энергии и информации. Прекращение движения в этом потоке прекращает жизнь». (Второй экологический закон). Закон сохранения жизни. Из закона следует, что человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и/или природную среду. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек – среда обитания»: комфортное (оптимальное) состояние; допустимое состояние; опасное состояние; чрезвычайно опасное состояние. Комфортное состояние - все потоки гарантируют сохранение здоровья человека и целостности ОПС. То есть потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявления наивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания. Допустимое состояние - потоки не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Опасное состояние - потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, или приводят к деградации природной среды. Чрезвычайно опасное состояние - потоки за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде. В процессе жизнедеятельности человек потребляет и выделяет потоки кислорода, воды, пищи, потоки механической, тепловой, солнечной, других видов энергии, потоки отходов жизнедеятельности, формирует и потребляет потоки информации и др. В социальной среде (социуме) формируются специфические факторы, которые способны формировать негативные потоки (войны, болезни, страх, эмоции, голод, курение, потребление алкоголя, наркотиков, обман, шантаж, разбой, убийства и др.). - Вещество - Энергия - Информация - Вещество - Энергия - Информация. Основные потоки в техносфере: - Потоки сырья, энергии, продукции и отходов в производственной сфере; - Потоки, возникающие при техногенных авариях; - Транспортные потоки; - Световые потоки при искусственном освещении; - Информационные и другие потоки. - Потоки в естественной среде – это: - Солнечное излучение, космическая пыль, излучение звезд, планет, электрическое и магнитное поля Земли; - Круговороты веществ в биосфере; - Пищевые цепи в экосистемах и биогеоценозах; - Атмосферные, гидросферные, литосферные и другие явления создают основные потоки вещества и энергии в естественной среде. Потоки масс, энергий и информации, распределяясь в земном пространстве, образуют среду обитания человека. Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Превышение привычных уровней потоков в естественных условиях может приводить к изменению климата, возникновению стихийных явлений и оказывать негативное воздействие на человека и природную среду. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека, техносферу и/или природную среду. Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени. Опасности возникают, если повседневные потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения. Изменяя потоки в среде обитания от минимально значимых до максимально возможных, можно получить ряд характерных состояний в системе «человек – среда обитания», а именно: комфортное (оптимальное), допустимое, опасное, чрезвычайно опасное. Комфорт – это оптимальное сочетание параметров микроклимата и удобств в зонах деятельности и отдыха человека. Комфортное состояние среды обитания реализуется, когда потоки создают оптимальные условия для деятельности, отдыха и проявления наивысшей работоспособности при сохранении здоровья человека и целостности компонентов среды обитания. Допустимое состояние реализуется, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, приводят к дискомфорту, снижают эффективность деятельности человека, но не оказывают негативного влияния на здоровье, не выходя за пределы адаптации организма. При этом интенсивность негативных воздействий находится в пределах толерантности человеческого организма и окружающей природной среды, когда возможные негативные последствия обратимы. Общий закон биологической стойкости Толерантность – способность организмов выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них. Опасное состояние реализуется, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное влияние на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и могут приводить к деградации техносферы и природной среды. Чрезвычайно опасное состояние возникает, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут привести к травмированию человека вплоть до летального исхода и вызвать разрушения в техносфере и в природной среде. Из четырех характерных состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно опасное) – недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды. Реакция организма на воздействие фактора обусловлена дозировкой этого фактора. Очень часто фактор среды, особенно абиотический, переносится организмом лишь в определенных пределах. Наиболее эффективно действие фактора при некоторой оптимальной для данного организма величине. Диапазон действия экологического фактора ограничен соответствующими крайними пороговыми значениями (точками минимума и максимума) данного фактора, при котором возможно существование организма. Максимально и минимально переносимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых наступает смерть. Пределы выносливости между критическими точками называют экологической валентностью или толерантностью живых существ по отношению к конкретному фактору среды. Распределение плотности популяции подчиняется нормальному распределению. Плотность популяции тем выше, чем ближе значение фактора к среднему значению, которое называется экологическим оптимумом вида по данному параметру. Такой закон распределения плотности популяции, а следовательно, и жизненной активности получил название общего закона биологической стойкости. Диапазон благоприятного воздействия фактора на организмы данного вида называется зоной оптимума (или зоной комфорта). Точки оптимума, минимума и максимума составляют три кардинальные точки, определяющие возможность реакции организма на данный фактор. Чем сильнее отклонение от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организм. Этот диапазон величины фактора называется зоной пессимума (или зоной угнетения). Рассмотренные закономерности воздействия фактора на организм известно, как правило оптимума. Закон минимума Либиха. Установлены и другие закономерности, характеризующие взаимодействия организма и среды. Одна из них была установлена немецким химиком Ю. Либихом в 1840 году и получила название закона минимума Либиха, согласно которому рост растений ограничивается нехваткой единственного биогенного элемента, концентрация которого лежит в минимуме. Если другие элементы будут содержаться в достаточном количестве, а концентрация этого единственного элемента опустится ниже нормы, растение погибнет. Такие элементы получили название лимитирующих факторов. Итак, существование и выносливость организма определяются самым слабым звеном в комплексе его экологических потребностей. Или относительное действие фактора на организм тем больше, чем больше этот фактор приближается к минимуму по сравнению с прочими. Величина урожая определяется наличием в почве того из элементов питания, потребность в котором удовлетворена меньше всего, т.е. данный элемент находится в минимальном количестве. По мере повышения его содержания урожай будет возрастать, пока в минимуме не окажется другой элемент. Позднее закон минимума стал трактоваться более широко, и в настоящее время говорят о лимитирующих экологических факторах. Экологический фактор играет роль лимитирующего в том случае, когда он отсутствует или находится ниже критического уровня, или превосходит максимально выносимый предел. Иными словами, этот фактор обусловливает возможности организма в попытке вторгнуться в ту или иную среду. Одни и те же факторы могут быть или лимитирующими или нет. Пример со светом: для большинства растений это необходимый фактор как поставщик энергии для фотосинтеза, тогда как для грибов или глубоководных и почвенных животных этот фактор не обязателен. Фосфаты в морской воде – лимитирующий фактор развития планктона. Кислород в почве не лимитирующий фактор, а в воде – лимитирующий. Следствие из закона Либиха: недостаток или чрезмерное обилие какоголибо лимитирующего фактора, может компенсироваться другим фактором, изменяющим отношение организма к лимитирующему фактору. Закон толерантности Шелфорда. Однако ограничивающее значение имеют не только те факторы, которые находятся в минимуме. Впервые представление о лимитирующем влиянии максимального значения фактора наравне с минимумом было высказано в 1913 году американским зоологом В. Шелфордом. Согласно сформулированному закону толерантности Шелфорда существование вида определяется как недостатком, так и избытком любого из факторов, имеющих уровень, близкий к пределу переносимости данным организмом. В связи с этим все факторы, уровень которых приближается к пределу выносливости организма, называются лимитирующими. 2. Условия возникновения и реализации опасностей. Опасность – центральное понятие в ноксологии – интуитивно понимается всеми, но для достижения состояния безопасности объекта защиты необходимо владеть комплексом логических представлений о ней. Во-первых, следует понять, что опасности появились одновременно с возникновением материи и будут существовать вечно. Во-вторых, опасности как таковые представляют собой недопустимые для восприятия материальным объектом потоки вещества, энергии и информации. В принципе обмен потоками в материальном мире – это естественный процесс существования материи. Закон сохранения жизни, сформулированный Ю. Н. Куражковским, гласит: "Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации". Наличие таких потоков характерно и обязательно для существования материи. Основные виды и типы таких потоков приведены ниже. Потоки в естественной среде: • солнечное излучение, излучение звезд и планет; • космические лучи, пыль, астероиды; • электрическое и магнитное поля Земли; • круговороты веществ в биосфере в экосистемах, в биогеоценозах; • потоки, связанные с атмосферными, гидросферными и литосферными явлениями, в том числе и со стихийными; • другие. Потоки в техносфере: • потоки сырья, энергии; • потоки продукции отраслей экономики; • отходы экономики; • информационные потоки; • транспортные потоки; • световые потоки (искусственное освещение); • потоки при техногенных авариях; • другие. Потоки в социальной среде: • информационные потоки (обучение, государственное управление, международное сотрудничество и т.п.); • людские потоки (миграции, демографические процессы); • другие. Потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности: • потоки кислорода, воды, пищи и иных веществ (в том числе алкоголь, табак, наркотики и т.п.); • потоки энергии (механической, тепловой, солнечной и др.); • информационные потоки; • отходы процесса жизнедеятельности; • другие. При оценке влияния потоков необходимо знать, что: 1) действия потоков и систем часто тесно переплетены, т.е. действует принцип "все воздействует на все"; 2) в ряде случаев потоки, столь необходимые для существования жизни, могут превысить допустимые для воспринимающего их элемента материи уровни и тем самым вызвать в нем необратимые процессы (разрушение, гибель и т.п.). Такие ситуации опасны. Поэтому если потоки не приносят ущерба воспринимающей их материи, то идет естественный процесс и такие потоки принято называть допустимыми. Если потоки наносят ущерб, то их называют недопустимыми или опасными; 3) максимальные значения потоков, при которых ущерб еще не возникает, называют предельно допустимыми. Общепринято широкое использование таких понятий, как: ПДК – предельно допустимая концентрация веществ; ПДУ – предельно допустимые уровни энергетического воздействия; ПДВ – предельно допустимые выбросы в атмосферу и т.д.; 4) возникновение опасной ситуации при наличии потоков от источника опасности определяется не только величиной потока, но и свойствами объекта защиты, его способностью воспринимать и переносить воздействующие потоки; 5) опасности реализуются лишь при взаимодействии источника опасности, генерирующего поток воздействия и элемента материи (объекта защиты), воспринимающего этот поток. Опасности проявляют себя только во взаимодействии систем "источник опасности – объект защиты". Отсутствие одной из названных систем теоретически вообще исключает вопрос о защите от опасностей. Таким образом, для возникновения и реализации опасности необходимо соблюдение следующих условий: • наличие совокупности систем "источник воздействия – объект защиты" и их совпадение но месту и по времени пребывания в жизненном пространстве; • наличие источника опасности, способного создавать значимые потоки вещества, энергии или информации; • наличие у защищаемого объекта ограничений по величине воздействия потоков. 3. Понятие «поле опасностей» Поле опасностей — совокупность опасностей в пространстве около объекта защиты. Поле опасностей в окружающей человека среде состоит из опасностей первого, второго, третьего и т. д. кругов. Опасности первого круга угрожают непосредственно человеку, опасности второго круга влияют в основном на опасности первого круга и т. д. 1 Селитебная территория — это среда непроизводственной деятельности населения. Предназначена: для размещения жилищного фонда, общественных зданий и сооружений, отдельных коммунальных и промышленных объектов, не требующих устройства санитарно-защитных зон; для устройства путей внутригородского сообщения, улиц, площадей, парков, садов, бульваров и других мест общего пользования. Опасности первого круга непосредственно действуют на человека и связаны с: климатическими и погодными изменениями в атмосфере и гидросфере; отсутствием естественной освещенности земной поверхности солнечным излучением; содержанием вредных примесей в атмосферном воздухе, в воде и продуктах питания; их возникновением в селитебных1 зонах, а также на объектах экономики при реализации технологических процессов и эксплуатации технических средств как за счет несовершенства техники, так и за счет ее нерегламентированного использования операторами технических систем и населением в быту; недостаточной подготовкой работающих и населения по вопросам безопасности жизнедеятельности. Сюда же относятся и чрезвычайные опасности, возникающие при стихийных явлениях и техногенных авариях в селитебных зонах и на объектах экономики. Опасности второго круга воздействует непосредственно на источники опасностей первого круга. Таковыми являются: отходы объектов экономики и быта, негативно воздействующие на компоненты природной среды и элементы техносферы; технические средства, материальные и энергетические ресурсы, здания и сооружения, обладающие недостаточным уровнем безопасности; недостаточная подготовка руководителей производства по вопросам обеспечения безопасности проведения работ. К опасностям третьего круга, выраженным, как правило, не всегда явно, можно отнести: отсутствие у разработчиков необходимых знаний и навыков при проектировании технологических процессов и систем, зданий и сооружений; отсутствие эффективной государственной системы руководства вопросами безопасности в масштабах отрасли экономики или всей страны; недостаточное развитие системы подготовки научных и руководящих кадров в области безопасности жизнедеятельности и др. Негативное влияние полей опасностей При анализе имеющейся или потенциальной ситуации с позиции оценки причин негативного влияния опасностей на людей следует руководствоваться следующим: действие источников опасностей первого круга приводит в основном к заболеваниям, отравлениям или травмам человека или группы людей; пренебрежение требованиями обеспечения безопасности во втором круге опасностей обычно увеличивает масштабы их воздействия на людей (массовые отравления при загрязнении биоресурсов отходами, гибель людей при обрушении строительных конструкций и т. п.), хотя и отдаляет по времени негативные последствия; действие источников опасностей третьего круга, как правило, широкомасштабно. Например, принятие официального решения о переработке радиоактивных отходов в России таит в себе опасность для населения многих регионов нашей страны. Комплексная оценка реальных ситуаций с использованием представлений о причинно-следственном поле опасностей, действующих в техносфере – задача ближайшего будущего, входящая в комплекс ситуационных научных исследований в области обеспечения безопасности жизнедеятельности современного человека. 4. Современный мир опасностей – ноксосфера Тема 3. Классификация опасностей 1. Причины возникновения опасностей, место, уровни и продолжительность их негативного воздействия на человека и природу. Человек живет, непрерывно обмениваясь энергией с окружающей средой, участвуя в круговороте веществ в биосфере. В процессе эволюции человеческий организм приспособился к экстремальным климатическим условиям - низким температурам севера, высоким температурам экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в сырых болотах. В естественных условиях человек имеет дело с энергией солнечной радиации, движения ветра, волн, земной коры. Энергетическое воздействие на незащищенного человека, попавшего в шторм или смерч, оказавшегося в зоне землетрясения, вблизи кратера действующего вулкана или грозовом районе, может превысить допустимый для человеческого организма уровень и нести опасность его травмирования или гибели. Уровни энергии естественного происхождения остаются практически неизменными. Современные технологии и технические средства позволяют в какой-то мере снизить их опасность, однако сложность прогнозирования природных процессов и изменений в биосфере, недостаточность знаний о них, создают трудности в обеспечении безопасности человека в системе «человек - природная среда». Появление техногенных источников тепловой и электрической энергии, высвобождение ядерной энергии, освоение месторождений нефти и газа с сооружением протяженных коммуникаций породили опасность разнообразных негативных воздействий на человека и среду обитания. Энергетический уровень техногенных негативных воздействий растет, и неконтролируемый выход энергии в техногенной среде является причиной роста числа увечий, профессиональных заболеваний и гибели людей. Негативные факторы, воздействующие на людей подразделяются, таким образом, на естественные, то есть природные, и антропогенные - вызванные деятельностью человека. Например, пыль в воздухе появляется в результате извержения вулканов, ветровой эрозии почвы, громадное количество частиц выбрасывается промышленными предприятиями. Опасные и вредные факторы по природе действия подразделяются на физические, химические, биологические и психофизические. К физическим опасным и вредным факторам относятся: - движущие машины и механизмы, подвижные части оборудования, неустойчивые конструкции и природные образования; -острые и падающие предметы; -повышение и понижение температуры воздуха и окружающих поверхностей; -повышенная запыленность и загазованность; -повышенное или пониженное барометрическое давление; - повышенный уровень ионизирующих излучений; -повышенное напряжение цепи, которое может замкнуться на тело человека; -повышенный уровень электромагнитного излучения, ультрафиолетовой иинфракрасной радиации; - недостаточное освещение, пониженная контрастность освещения; - повышенная яркость, блесткость, пульсация светового потока; - рабочее место на высоте. К химически опасным и вредным факторам относятся вредные вещества используемые в технологических процессах промышленные яды, используемые в сельском хозяйстве и в быту ядохимикаты, лекарственные средства, боевые отравляющие вещества. Химически опасные и вредные факторы подразделяются по характеру воздействия на организм человека и по пути проникновения в организм. Биологически опасными и вредными факторами являются: -патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, особые виды микроорганизмов - спирохеты и реккетсии, грибы) и продукты их жизнедеятельности; - растения и животные. Биологическое загрязнение окружающей среды возникает в результате аварий на биотехнических предприятиях, очистных сооружений, недостаточной очистке стоков. Психофизиологические производственные факторы – это факторы, обусловленные особенностями характера и организации труда, параметров рабочего места и оборудования. Они могут оказывать неблагоприятное воздействие на функциональное состояние организма человека, его самочувствие, эмоциональную и интеллектуальную сферы и приводить к стойкому снижению работоспособности и нарушению состояния здоровья. По характеру действия психофизические опасные и вредные производственные факторы делятся на физические (статически и динамические) и нервно-психические перегрузки: умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки. Опасные и вредные факторы по природе своего действия могут относиться одновременно к различным группам. 1. Шум. Шум – совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, человеку нужен шум в 10 - 20 дБ. Это шум листвы, парка или леса. Развитие техники и промышленного производства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека. В условиях производства воздействие шума на организм часто сочетается с другими негативнымивоздействиями: токсичными веществами, перепадами температуры, вибрацией и др. Шум наиболее неблагоприятный фактор, воздействующий на человека результат утомления из-за сильного шума увеличивается число ошибок при работе повышается опасность возникновения травм и снижается производительность труда. 1. Ультразвук. Ультразвук – не воспринимаемые человеческим ухом упругие колебания, частота которых превышает 15 - 20 килогерц; существует в природе в шуме ветра, волн, издается некоторыми животными – летучими мышами, дельфинами и др. При распространении ультразвука и увеличение длительности его воздействия могут приводить к чрезмерному нагреву биологических структур и их повреждению, что сопровождается функциональным нарушением нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, изменением свойств и состава крови. Ультразвук может разрывать молекулярные связи, – так, молекула воды распадается на свободные радикалы ОН и Н, что является первопричиной окисляющего действия ультразвука. Таким же образом происходит расщепление ультразвуком высокомолекулярных соединений. Поражающее действие ультразвук оказывает при интенсивности выше 120 дБ. При непосредственном контакте человека со средами, по которым распространяется ультразвук, возникает контактное его действие на организм человека. При этом поражается периферическая нервная система и суставы в местах контакта, нарушается капиллярное кровообращение в кистях рук, снижается болевая чувствительность. Установлено, что ультразвуковые колебания, проникая в организм, могут вызвать серьезные местные изменения в тканях – воспаление, кровоизлияния, некроз (гибель клеток и тканей). Степень поражения зависит от интенсивности и длительности действий ультразвука, а также от присутствия других негативных факторов. Наличие шума ухудшает общее состояние. Следует отметить, что шум и вибрация усиливают токсический эффект промышленных ядов. Например, одновременное действие эталона и ультразвука производит к усилению неблагоприятного воздействия на центральную нервную систему. 3. Воздействие на человека статических, электрических и магнитных полей. Существование человека в любой среде связано воздействием на него и среду обитания электромагнитных полей. В случаях неподвижных электрических зарядов мы имеем дело с электростатическими полями. Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, теле человека оказывает большую нагрузку на нервную систему человека. Исследования показывают, что наиболее чувствительны к электрическим полям центральная нервная система и сердечно-сосудистая система организма. Установлено также благотворное влияние на самочувствие снятия избыточного электростатического заряда с тела человека (заземление, хождение босиком). При функциональных заболеваниях нервной системы применяются лечение постоянным электрическим полем. Под действием внешнего строго дозированного электрического поля происходит перерастание зарядов в тканях организма, что улучшает окислительно-восстановительные процессы, лучше используется кислород, заживляют раны. Постоянные магнитные поля в обычных условиях не представляют опасности и находят применение в различных приборах магнитотерапии. Линии электропередачи, электрооборудование, различные электроприборы – все технические системы, генерирующие, передающие и использующие электромагнитную энергию, создают в окружающей средеэлектромагнитные поля (переменные электрические и неразрывно связанные с ним переменные магнитные поля). Действие на организм человека электромагнитных полей определяется частотой излучения, его интенсивностью, продолжительностью и характером действия, индивидуальными особенностями организма. Спектр электромагнитных полей включает низкие частоты до 3 Гц, промышленные частоты от 3 до 300 Гц, радиочастоты от30Гц до 300 МГц, а также относящиеся к радиочастотам ультравысокие (УВЧ) частоты от 30 до 300 МГц и сверхвысокие (СВЧ) частоты от 300 МГц до 300 ГГц. Электромагнитные поля оказывают на организм человека тепловое и биологическое воздействие. Переменное электрическое поле вызывает нагрев диэлектриков (хрящей, сухожилий и др.) за счет токов проводимости и за счет переменной поляризации. Выделение теплоты может приводить к перегреванию, особенно тех тканей и органов, которые недостаточно хорошо снабжены кровеносными сосудами (хрусталики глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь). Наиболее чувствительны к биологическому воздействию радиоволн центральная нервная и сердечно-сосудистая системы. При длительном действии радиоволн не слишком большой интенсивности (порядка 10 Вт/м2) появляются головные боли, быстрая утомляемость, изменение давления и пульса, нервно-психическое расстройства. Может наблюдаться похудение, выпадение волос, изменение в составе крови. 4. Ультрафиолетовое излучение от мощных искусственных источников (святящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда короткого замыкания и т. п.) вызывает острое поражение глаз – электроофтальмию. Через несколько часов после воздействия появляется слезотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблюдается также в снежных горах из-за высокого содержания ультрафиолета в солнечном свете. В производственных условиях устанавливаются санитарные нормы интенсивности ультрафиолетового облучения, обязательным являютсяприменение защитных средств (очки, маски, экраны) при работе с ультрафиолетом. 5. Инфракрасное излучение производит тепловое действие. Инфракрасные лучи довольно глубоко (до 4 см) проникают в ткани организма, повышают температуру облучаемого участка кожи, а при интенсивном облучении всего тела повышают общую температуру тела и вызывают резкое покраснение кожных покровов. Чрезмерное воздействие инфракрасных лучей (вблизи от мощных источников тепла, в период высокой солнечной активности) при повышенной влажности можетвызвать нарушение терморегуляции – острое перегревание, или тепловой удар. Тепловой удар – клинически тяжелый симптомокомплекс, характеризующий головной болью, головокружение, учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушение координации движения, судорогами. Первая помощь при тепловом ударе требуется удаление от источника излучения, охлаждения, создание условий для улучшения кровоснабжения головного мозга,врачебной помощи. Действие тока свыше 25мА на мышечные ткани ведет к параличу дыхательных мышц и остановке дыхания. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция (судорожное сокращение) сердца. Ток 100мА считают смертельным. Переменный ток менее опасен, чем постоянный. Имеет значение то, какими участками тела человек касается токоведущей части. Наиболее опасны те пути, при которых поражается головной мозг (голова - руки, голова - ноги), сердце и легкие (руки - ноги). Любые электроприборы нужно вести в дали от заземленных элементов оборудования (в том числе водопроводных труб, труб и радиаторов отопления), чтобы исключить случайное прикосновение к ним. Повышенную опасность представляют помещения с металлическими, земляными полями, сырые. Особенно опасны - помещения с парами кислот и щелочей в воздухе. Безопасными для жизни является напряжение не выше 42 В для сухих, отапливаемых с токопроводящими полами помещений без повышенной опасности, не выше36 В для помещений с повышеннойопасностью (металлические, земляные, кирпичные полы, сырость, возможность касания заземленных элементов конструкций), не выше 12 В для особо опасных помещений, имеющих химически активную среду или два и более признаков помещений с повышенной опасностью. В случае, когда человек оказывается в близи упавшего на землю провода, находящегося под напряжением, возникает опасность поражения шаговым напряжением. Напряжение шага – это напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Такую цепь создает растекающийся по земле от провода ток. Оказавшись в зоне растекания тока, человек должен соединить ноги вместе и не спеша выходить из опасной зоны так, чтобы при передвижении ступня одной ноги не выходила полностью заступню другой. При случайном падении можно коснутся земли руками, чем увеличить разность потенциалов и опасность поражения. Действия тока на организм сводится к нагреванию, электролизу и механическому воздействию. Это может служить объяснением различного исхода электротравм при прочих равных условиях. Особенно чувствительна к электрическому току нервная ткань и головной мозг. Механическое действие приходит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма. При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока. Электрическое действие тока выражает в электролизе жидкости в тканях организма, изменении состава крови. Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы. 7. Вредные химические вещества. Вредные химические вещества окружающей среды, как и любые другие, можно разделить на две группы: естественные (природные) и антропогенные (попадающие в окружающую среду в связи с деятельностью человека). Для организма человека разнообразие химических веществ имеет неравноценное значение. Один из них индифферентны, то есть безразличные для организма, другие оказывают на организм вредное действие, третьи обладают выраженной биологической активностью. Расстройство равновесия, выражающее в нарушении процессов жизнедеятельности или развитии болезни, может наступать при воздействии чрезвычайного по величине или необычного по характеру фактора внешней среды. Такого рода ситуации могут иметь место на определенных территориях вследствие естественного неравномерного распределения химических элементов в биосфере: атмосфере, гидросфере, литосфере. На этих территориях избыток или недостаток определенных химических элементов наблюдается в местной фауне и флоре. Такие территории были названы биогеохимическими провинциями, а наблюдаемые специфические заболевания населения получили название геохимические заболевания. Так, например, если того или иного химического элемента, скажем йода, оказывается недостаточно в почве, то понижение его содержания обнаруживается в растениях, произрастающих на этих почвах, а также в организме животных, питающихся этими растениями. В результате, пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения оказываются обедненные йодом. Химический состав грунтовых и подземных вод отражает химический состав почвы. При недостатке йода в почве его недостаточно оказывается и в питьевой воде. Йод отличается высокой летучестью. В случае пониженного содержания в почве, в атмосферном воздухе его концентрация также понижена. Таким образом, в биохимической провинции, обедненной йодом организм человека постоянно не получает йод с пищей, водой и воздухом. Следствием является среди населения геохимического заболевания - эндемическогозоба. В биогеохимической провинции, обедненной фтором, при содержании фтора в воде источников водоснабжения 0,4 мг/л и менее, имеет место повышенная заболеваемость кариесом зубов. Существуют и другие биогеохимические провинции, обедненные медью, кальцием, марганцем, кобальтом; обогащенные свинцом, ураном, молибденом, марганцем, медью и другими элементами. Неоднородная на различных территориях природная геохимическая обстановка, определяющая поступление в организм человека химических веществ с пищей, вдыхаемым с воздухом, водой и через кожу, может изменяться также в значительной степени в результате деятельности человека. Появляется такое понятие, как антропогенные химические факторы среды обитания. Они могут появляться как в результате целенаправленной деятельности человека, так и в результате роста народонаселения, концентрации его в крупных городах, химизации всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта и быта. Безграничные возможности химии обусловили получение, взамен естественных, синтетических и искусственных материалов, продуктов изделий. В связи с этими постоянно возрастает уровень загрязнения внешней среды: - атмосферы – вследствие поступления промышленных выбросов, выхлопных газов, продуктов сжигания топлива; - воздух рабочей зоны - при недостаточной герметизации, механизации и автоматизации производственных процессов; - воздух жилых помещений – вследствие деструкции полимеров, лака, красок, мастик и др.; - питьевой воды – в результате сброса сточных вод; - продукты питания – при нерациональном использования пестицидов, в результате использования новых видов упаковок и тары, при непрерывном применении новых видов синтетических кормов; - одежды - при изготовлении ее из синтетических волокон; - игрушек, бытовых принадлежностей – при изготовлении с использованием синтетических материалов и красок. Широкое развитие химизации обусловило применение в промышленности и сельском хозяйстве огромного количества химических веществ – в виде сырья, вспомогательных, промежуточных, побочных продуктов и отходов производства. Те химические вещества, которые, проникая в организм даже в небольших количествах, вызывают в нем нарушения нормальной жизнедеятельности, называется вредными веществами. Вредные вещества или промышленные яды в виде паров, газов, пыли встречаются во многих отраслях промышленности. Токсическое действие ядовитых веществ многообразно, однако установлен ряд общих закономерностей в отношении путей поступления их в организм, сорбции, распределения и превращения в организме, выделение из организма, характер действия на организм в связи с их химической структурой и физическими свойствами. Вредные вещества могут поступать в организм тремя путями: через легкие при вдыхании, через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой, через неповрежденную кожу путем резорбции. Распределение и превращение вредных веществ в организме зависит от его химической активности. Различают группу так называемых не реагирующих газов и паров, которые в силу своей низкой химической активности в организме или не изменяются или изменяются очень медленно, потому они достаточно быстро накапливаются в крови. К ним относятся пары всех углеводородов ароматического и жирного ряда и их производные. Другую группу составляют реагирующие вещества, которые легко растворяются в жидкостях организма и претерпевают различные изменения. К ним относятся аммиак, сернистый газ, окислы азота и другие. Вначале насыщение крови вредными веществами происходит быстро вследствие большой разницы парциального давления, затем замедляется и при уравнивании парциального давления газов или паров в альвеолярном воздухе и крови насыщение прекращается. После удаления пострадавшего из загрязненной атмосферы начинается десорбция газов и паров и удаление их через легкие. Десорбция также происходит на основе законов диффузии. Опасность отравления пылевидными веществами не меньше, чем парогазообразными. Степень отравления при этом зависит от растворимости химического вещества. Вещества, хорошо растворимые в воде или жирах, всасываются уже в верхних дыхательных путях или полости носа, например, вещества наркотического действия. С увеличением объема легочного дыхания и скорости кровообращения сорбция химических веществ происходит быстрее. Таким образом, при выполнении физической работы или пребывании в условиях повышенной температуры воздуха, когда объем дыхания и скорость кровотока резко увеличиваются, отравление наступает значительно быстрее. Поступление вредных веществ через желудочно-кишечный тракт возможно с загрязненных рук, с пищей и водой. Классическим примером такого поступления в организм может служить свинец: это мягкий металл, он легко стирается, загрязняет руки, плохо смывается водой и при еде или курении легко проникает в организм. В желудочно-кишечном тракте химические вещества всасываются труднее по сравнению с легкими, так как желудочно-кишечный тракт имеет меньшую поверхность и здесь проявляется избирательный характер всасывания: лучше всего всасываются вещества, хорошо растворимые в жирах. Однако, в желудочно-кишечном тракте вещества могут под воздействием его содержимого изменится в неблагоприятную сторону. Например, те же соединения свинца, плохо растворимые в воде, хорошо растворяются в желудочном соке и поэтому легко всасываются. Через неповрежденную кожу (эпидермис, потовые и сальные железы, волосяные мешочки) могут проникать вредные вещества, хорошо растворимые в жирах и липоидах, например, многие лекарственные вещества, вещества нафталинового ряда и др. Степень проникновения химических веществ через кожу зависит от их растворимости, величины поверхности соприкосновения с кожей, объема и скорости кровотока в ней. Например, при работе в условиях повышенной температуры воздуха, когда кровообращение в коже усиливается, количество отравлений через кожу увеличивается. Большое значение при этом имеют консистенция и летучесть вещества: жидкие летучие вещества быстро испаряются с поверхности кожи и не успевают всасываться; наибольшую опасность представляют масленичные малолетучие вещества, они длительно задерживаются на коже, что способствует их всасыванию. Знание путей проникновения вредных веществ в организм определяет меры профилактики отравлений. Каков же предел содержания химических веществ в окружающей среде, где количественные границы этого предела для безопасности жизнедеятельности, каковы пределы допустимых уровней воздействия негативных сред на окружающую среду и на человека. В связи с этой проблемой и возникли понятия: предельно допустимые уровни (ПДУ), предельно допустимые выбросы (ПДВ), предельно допустимые концентрации (ПДК). Санитарные нормативы выше упомянутых понятий являютсяюридической основой для проектирования, строительства и эксплуатации промышленных предприятий, планировки и застройки жилья, создания и применения индивидуальных средств защиты. Данные нормы регламентируются в соответствии с ГОСТом и являются обязательными для исполнения всеми юридическими и физическими лицами. Нормативы являются составной частью санитарного законодательства и основой предупредительного и текущего санитарного надзора, а также служат критерием эффективности разрабатываемых и проводимых оздоровительных и мероприятий по созданию безопасных условий среды обитания. Один из токсикологов И.В.Саноцкий в 1971 году предложил наиболее точную формулировку ПДК применительно к любым участкам биосферы (для атмосферного воздуха, воздуха рабочей зоны, воды, почвы и т.д.): «Предельно допустимой концентрацией химического соединения во внешней среде называют такую концентрацию, при воздействии которой на организм периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб, не возникает соматических или психических заболеваний (скрытых или временно компенсированных) или изменений в состоянии здоровья, выходящих за пределы приспособительных физиологических колебаний, обнаруживаемых современными методами исследования сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений». Предельно допустимый уровень фактора (ПДУ) – это тот максимальный уровень воздействия, который при постоянном действии в течение всего рабочего времени и трудового стажа не вызывает биологических изменений адаптационно-компенсаторных возможностей, психологических нарушений у человека и его потомства. Уровень – это абсолютная или относительная величина для здоровья человека и его генетического фонда. Различают ПДУ загрязнений, радиации, шумов, вибрации и т.д. Например, допустимые уровни шума на рабочих местах регламентируются №2.2.4/2.1.8.562-92. Шум в венткамере не должен превышать допустимых норм 100 Дб (А), в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83, а в помещении - 65 Дб(А); в соответствии с требованиями ГОСТ12.1.005-88 ССБТ нормируют оптимальные и допустимые условия микроклимата (температура воздуха, влажность, а также скорость в рабочей зоне). Развитие человеческого общества связанно с использованием разнообразных природных ресурсов. Природная среда является местом обитания человека, источником всех благ, необходимых для его жизни и производственной деятельности. Достижения науки и техники создали иллюзию обособленности человека от природы, и даже господство над ней. Для удовлетворения своих потребностей современный человек нуждается в значительно большем количестве ресурсов, чем раньше. И перед человечеством встают серьезные и сложные проблемы по защите человека и среды его обитания от опасностей, формирующих конкретной деятельностью. Чем сложнее вид деятельности, тем более компактна система защиты охраны труда и здоровья трудящихся на производстве, когда особое внимание уделяется человеческому фактору, становится наиважнейшей задачей. Охрана труда тесно связана с задачами охраны природы. Очистка сточных вод, газовых выбросов в воздушный бассейн, сохранение и улучшение состояние по борьбе с шумом и вибрацией, защита от электростатических полей и многое другое – эти мероприятия позволяют обеспечить нормальные условия работы и обитания человека и позволяют снизить до минимума воздействие негативных факторов на человека и среду его обитания. 2. Классификации опасностей в среде обитания; опасности толерантного воздействия; понятие о чрезвычайных ситуациях. Оценка опасности объекта; схема оценки опасности объекта. Опасность несут в себе все энергетически активные объекты. К ним относятся объекты тепловой, ядерной и химической активности. Также для человека представляют опасность биологически активные объекты. Источником опасности также является несоблюдение условий существования человека согласно его физиологическим требованиям, например несоответствие параметров микроклимата санитарным нормам. Классификация опасностей по источнику происхождения: а) опасности природного происхождения; б) антропогенные опасности (источник опасности – деятельность человека); в) смешанного происхождения (например, радиактивные дожди и химические осадки). Классификация опасностей по стандарту охраны труда: а) физическая (например, электрический ток); б) химическая (яды и т.п.); в) биологическая (вирусы, микробы); г) психофизическая (переутомление при умственном труде). Классификация по среде реализации опасности: а) реализующиеся в атмосферу; б) реализующиеся в гидросферу; в) реализующиеся в литосферу; г) реализующиеся в космос. Классификация опасностей по степени активности: а) активные (сами опасны для человека, например, ток); б) пассивные (несут опасность только при участии человека, например, автомобиль или движущиеся элементы станка). Классификация опасностей по времени проявления: а) мгновенного (непосредственного) действия (например, ток); б) коммулятивные (замедленного действия) проявляются не сразу (например, радиация и химические вещества обладают свойством накопления в организме человека и затем проявляются в виде заболеваний). Любые типы опасностей изучаются по своим последствиям воздействия на одного человека или группу людей, а также на всю среду обитания в целом. Согласно международным нормам по БЖД опасности по последствиям классифицируются следующим образом: а) опасности, вызывающие переутомление; б) опасности, вызывающие различные заболевания, в т.ч. профессиональные; в) опасности, вызывающие инвалидность; г) опасности, вызывающие летальный исход; д) опасности, вызывающие ЧС; е) опасности, вызывающие несчастный случай в организации, учреждении, предприятии, в т.ч. производственные отравления; ж) опасности, вызывающие пожары и взрывы. Любые опасности кроме своих последствий имеют признаки (причины). Любая опасность реализуется в среде обитания человека. Среда обитания человека и сам человек являются сложной системой со взаимными связями. Данная система разделяется на следующие подсистемы: а) человек и природа; б) человек и производственная СО; в) человек и бытовая СО; г) человек и спортивная СО; д) человек и дорожно-транспортная СО; е) человек и военная СО; Любая опасность должна быть определена не только своими качественными (причины и последствия), но и количественными характеристиками. Для количественной характеристики опасности предложено понятие риска. Понятие риска. Теория приемлемого риска. Типы риска. Основной количественной характеристикой безопасности, согласно Юджина Маршала, является риск. Согласно Юджина Маршала, абсолютно безопасных объектов и СО человека нет. Любой объект несет опасность для жизнедеятельности человека. Риск – это вероятность опасности для жизнедеятельности человека, имеющая наиболее тяжелые последствия. К этим последствиям относят летальный исход, тяжелые заболевания большого количества пострадавших, большие материальные потери для общества. Для оценки опасностей были определены 2 типа рисков. 1 тип риска. Индивидуальный риск определяется как отношение количества реализаций опасностей с летальным исходом для одного человека в какой-то исследуемый период времени к общему количеству людей, находящихся на данном объекте в исследуемый период времени. Примечание: для предприятий, организаций, учреждений общее количество людей – это среднесписочный состав. Для большинства СО приемлемо допустимой считается величина индивидуального риска равная 10-6 – 10-8. В ряде стран эта величина утверждена законодательно. 2 тип риска. Коллективный риск определяется для объектов, несущих опасность для большого количества людей. Он представляет собой соотношение максимального количества пострадавших с тяжелыми последствиями в результате воздействия данной опасности к частоте реализации опасности в течение исследуемого периода времени. Определяется по статическим показателям для наиболее опасных объектов с т.з. промышленной экологии и БЖД, при разработке новых объектов, при принятии решений о модернизации или дальнейшей эксплуатации данных объектов. Согласно теории приемлемого риска, любой тип риска д.б. обеспечен в области приемлемого уровня с помощью следующих типов механизмов: 1. Технические и технологические механизмы управления рисками. Приемлемый риск достигается с помощью разработки научно обоснованных и экспериментально подтвержденных технических и технологических требований к данным объектам. Реализация этого механизма осуществляется в виде нормативных документов (СНиП, СанПиН, гигиенические нормы и др.). На основе нормативных документов д.б. разработаны мероприятия, обеспечивающие охрану труда (ОТ) и технику безопасности на объектах, а также разработаны инструкции по эксплуатации какого-то оборудования. К нормативным документам относятся различные стандарты по безопасности труда (ГОСТ … ССБТ). 2. Организационные мероприятия заключаются в различных видах обучения, инструктажа по безопасности труда, в различных организационных мероприятиях (ограждение опасных зон, предупредительные надписи об опасностях), в проведении обучения и проверки знаний, в применении индивидуальных средств защиты при проведении опасных работ, в оповещении рабочих и населения о возможной опасности, в т.ч. экологической. 3. Экономический механизм заключается в различных типах штрафов за нарушение безопасности объектов, платежи на риск, страхование, платежи за превышение предельно допустимых значений опасных и вредных выбросов в СО, платежи за моральный и материальный ущерб пострадавшим и др. 3. Краткая характеристика поражающих факторов и поражающих параметров; общий подход к определению вероятности поражения; общие подходы к анализу риска. Основными техногенными опасностями являются взрывы, пожары, выбросы опасных химических и радиоактивных веществ, прорыв гидротехнических сооружений. Взрываться могут конденсированные взрывчатые вещества (ВВ), газы, пары и аэрозоли. Взрывы характеризуются барическими эффектами, то есть возникновением областей экстремальных давлений. При взрывах возникают два основных поражающих фактора: воздушная ударная волна и разлет осколков. Воздушная ударная волна характеризуется тремя поражающими параметрами: - избыточным давлением во фронте ударной волны, ΔРф, кПа; - длительностью фазы сжатия, τ+, сек; - импульс фазы сжатия, кПа×сек. Основным поражающим параметром является избыточное давление во фронте ударной волны. Разлет осколков характеризуется такими параметрами как: - масса осколка, mос, кг; - скорость разлета осколка, Vос, м/с. К техногенным пожарам относят пожары разлития, огневые шары, струевые пламена. Пожары характеризуются термическими эффектами (термической радиацией), то есть возникновением областей высоких температур. При пожарах возникают три основных поражающих фактора: - тепловое излучение пламени; - экстремальный нагрев воздуха (среды); - изменение состава воздуха. То есть опасными факторами пожара являются: пламя, высокая температура среды и дым. Тепловое излучение можно охарактеризовать двумя поражающими параметрами: - интенсивностью теплового излучения (плотностью теплового потока), J≡q, Вт/м2; - световым импульсом, U, Дж/м2. Экстремальный нагрев воздуха характеризуется таким поражающим параметром как температура воздуха, tв, 0С. Изменение состава воздуха характеризуется несколькими параметрами, это: - концентрация продуктов горения в воздухе (окись углерода, углекислый газ); - концентрация кислорода в воздухе; - показатель ослабления света дымом. Выбросы опасных химических веществсоздают такой поражающий фактор как химическое загрязнение сред и поверхностей. Этот фактор характеризуется двумя параметрами: - концентрация опасного химического вещества в среде, С, мг/л, мг/кг; - плотность химического заражения поверхности, Δ, мг/м2. Выбросы радиоактивных веществсоздают два поражающих фактора: проникающая радиация и радиоактивное загрязнение сред и поверхностей. Проникающая радиация характеризуется: дозой излучения, D, Зв; мощностью дозы излучения Р, Зв/час. Радиоактивное загрязнение характеризуется такими параметрами как: - плотность радиоактивного загрязнения, Δ, Бк/м2; - концентрация радиоактивного загрязнения, С, Бк/м3. В результате прорыва гидротехнических сооруженийсоздается волна прорыва. Волна прорыва является поражающим фактором и характеризуется следующими параметрами: - энергией волны прорыва, Еп, Дж; - скоростью движения фронта волны прорыва, Nф, м/с; - скоростью движения гребня волны прорыва, Nг, м/с; - глубиной волны прорыва, м. Техногенные опасности, их поражающие факторы и параметры Таблица 2. Опасность Поражающий фактор Поражающий параметр Обозна чение Ед. измер. Критерий (для чел) Взрывная Воздушная ударная волна избыточное давление во фронте ударной волны ΔРф кПа 0,1кПа длительность фазы сжатия τ+ сек импульс фазы сжатия I+ кПа×сек. Разлет осколков масса осколка mос кг скорость разлета осколка Vос м/с Пожарная Тепловое излучение пламени интенсивность теплового излучения (плотностью теплового потока) J≡q Вт/м2 4,2 кВт/м2 световой импульс U Дж/м2 100кДж/м2 экстремальный нагрев воздуха температура воздуха tв оС 70 оС Изменение состава воздуха концентрация продуктов горения в воздухе (СО; СО2) С % Ссо2=6% Ссо=0,1% концентрация кислорода в воздухе С % Со=17% показатель ослабления света дымом. nд - 2,38 Токси-ческая(выбросы АХОВ) Хим. загрязнение сред и поверхностей концентрация опасного химического вещества в среде С, мг/л, мг/кг плотность химического заражения поверхности Δ мг/м2 Радиа-ционная (выбросы РВ) Проникающая радиация доза излучения D Зв 1/20 мЗ в/год мощность дозы излучения Р Зв/час радиоактивное загрязнение плотность радиоактив. загрязнения Δ Бк/м2 концентрация радиоактивного загрязнения С Бк/м3 Прорыв гидротехнических сооружений Волна прорыва энергия волны прорыва Еп Дж скорость движения фронта волны прорыва Nф м/с скорость движения гребня волны прорыва Nг м/с глубина волны прорыва η м Общий подход к определению вероятности поражения. Одна и та же мера воздействия, то есть одно и тоже значение поражающего параметра может вызвать последствия различной степени тяжести у разных людей. Итак, эффект поражения носит вероятностный характер, который к тому же подчиняется закону нормального распределения случайной величины. Размер поражения (Рур) измеряется в долях единицы, либо в процентах и ​​выражается, как правило, функцией Гаусса (функции нормального распределения случайной величины), которая записывается в виде: (4.8) В этом выражении верхний предел интегральной функции (Рr) является так называемой пробит-функции [9]. Она отражает связь между вероятностью поражения и поражающим эффектом. NON Mult, SED MULTUM Вероятностный подход – общепризнанный современной наукой принцип анализа безопасности технических систем, основанный на оценке вероятности проявления опасного события в определенном месте в течение ограниченного интервала времени. Пробит-анализ – специальный статистический метод, который широко используется при изучении силы действия повреждающих факторов (излучений, яда, пестицидов и т.п.) на биологические объекты. Идея пробит-анализа принадлежит Честеру Блисс (Chester Ittner Bliss , 1899-1979). В его статье "The method of probits" журнала Science (1934 p.) Говорится об использовании вероятностного блока probability unit (probit) при интерпретации данных о влиянии дозы пестицидов на процент уничтоженных вредителей. Начиная с этой работы метод пробит-анализа стал особенно популярным в токсикологии, хотя используется и в других областях науки. Пробит-модель (probit model) – это статистическая модель бинарного выбора, используется для предсказания вероятности возникновения того или иного события на основе функции стандартного нормального распределения. При этом расчетное значение зависимой переменной выражается как значение функции распределения стандартного нормального закона, а "пробит" имеет значение, для которого вычисляется эта функция стандартного нормального закона распределения. Итак, в пробит-модели прежде чем определить вероятность результата воздействия повреждающих факторов на человека или среду (гибель, разрушения и т.п.), необходимо сначала определить значение пробит-функции, моделируется как линейная комбинация тех или иных поражающих факторов (включая константу). Пробит-функция может быть вычислена по уравнению вида: (4.9) где а, b - константы для каждого вещества или процесса, характеризующие специфику и степень опасности его воздействия; X - поглощенная субъектом доза негативного воздействия. Для вероятности смертельного поражения при термических воздействиях следствием X будет произведение интенсивности излучения на продолжительность теплового импульса: (4.10) где q - действующий на человека тепловой поток ([Дж / м2 • с] = [Вт / м2]) т - продолжительность воздействия (с). Пробит-функция для таких поражений будет определяться следующей формуле: (4.11) Для определения вероятности тех или иных последствий импульсных поражений (прямого влияния на людей избыточного давления А Р и импульса И +) используют другие пробит- функции (табл. 4.5): Выражения пробит-функции Р r для различных степеней поражения и разрушения Степень поражения (разрушения) Пробит-функция поражение человека 1. Разрыв барабанных перепонок 2. Контузия 3. Летальный следствие разрушение зданий 4. Слабые разрушения 5. Средние разрушения 6. Сильные разрушения Примечание. В формулах, представленных в таблице 4.5, избыточное давление выраженный в кПа, а импульс фазы сжатия - кПа • с. Алгоритм определения вероятности импульсного поражения от силового фактора (кПа) и его импульса (кПа * с) такой: 1) Вычисляется величина избыточного давления АР и импульса I +. 2) Вычисляется величина пробит-функции Рг для определения вероятности определенного эффекта или последствия (например, смертельному исходу). Для каждого последствия пробит- функция имеет свое выражение. 3) Для конкретной величины пробит (квантиля) находится вероятность данного исхода. Для этого можно воспользоваться таблицей 4.6. Значение пробит и вероятность, что им соответствует Pур,% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2,67 2,95 3,12 3,25 3,38 3,45 3,52 3,59 3,66 10 3,72 3,77 3,82 3,87 3,92 3,96 4,01 4,05 4,08 4,12 20 4,16 4,19 4,23 4,26 4,29 4,33 4,36 4,39 4,42 4,45 30 4,48 4,50 4,53 4,56 4,59 4,61 4,64 4,67 4,69 4,72 40 4,75 4,77 4,80 4,82 4,85 4,87 4,90 4,92 4,95 4,97 50 5,00 5,03 5,05 5,08 5,10 5,13 5,15 5,18 5,20 5,23 60 5,25 5,28 5,31 5,53 5,36 5,39 5,41 5,44 5,47 5,50 70 5,25 5,55 5,58 5,61 5,64 5,67 5,71 5,74 5,77 5,82 80 5,84 5,88 5,92 5,95 5,99 6,04 6,06 6,13 6,18 6,23 90 6,28 6,34 6,41 6,48 6,55 6,64 6,75 6,88 7,05 7,33 99 7,33 7,37 7,41 7,46 7,51 7,58 7,65 7,75 7,88 8,09 Пример: Спрогнозировать вероятность смертельных последствий для людей в результате взрыва, если избыточное давление Д Р взрывной волны на границе, где находятся люди, составляет 100 кПа, а импульс фазы сжатия / + равна 56 кПа-с. Решение. 1. Летальный следствие в результате воздействия на человека ударной волны описывается пробит-функции (табл. 4.5) где X – поглощенная субъектом доза негативного воздействия воздушной ударной волны, которая зависит от величин давления и импульса: 2. Вычисляем поглощенную дозу негативного влияния на человека воздушной ударной волны: 3. Вычисляем величину пробит-функции от этой дозы: 4. Пользуясь таблицей 4.6, определяем вероятность, которая соответствует величине пробит 7,15: Вывод. Итак, вероятность смертельного поражения человека от воздействия избыточного давления и импульса волны давления заданной величины составляет 98,5%. Пробит-анализ можно применить для прогнозирования острых токсических воздействий на человека. Токсическую нагрузку Б исчисляется с учетом изменения концентрации С вещества за принятый период времени Т: (4.12) Здесь С (т) - функция концентрации в той точке пространства, куда помещен объект. Она зависит от относительной плотности газа (в воздухе), параметра устойчивости атмосферы, скорости ветра, интенсивности и продолжительности выброса из источника, высоты источника относительно земли и тому подобное; п - показатель степени, характеризующий механизм воздействия и природу токсиканта. Относительная вероятность поражения (от 0 до 1) представляется в виде зависимости от пробит-функции: (4.13) (4.14) В случае пребывания человека в атмосфере с постоянной концентрацией токсиканта: (4.15) Для различных веществ пробит-функция имеет разные константы, определяемые в результате медико-биологических исследований и отнесены к среднестатистическому составу населения или к определенному контингенту людей (табл. 4.7). Таблица 4.7 Константы для вычисления пробит-функции летального поражения человека ( С-ррт , τ - мин.) токсичное вещество а b п аммиак -35,90 1,85 2 хлор -8,29 0,92 2 Примечание, ррт - миллионная доля (от англ. Parts per million - частей на миллион) - единица измерения концентрации. 4. Классификация опасностей по происхождению, физической природе потоков, интенсивности воздействия, длительности воздействия, виду зоны воздействия, размерам зоны воздействия опасности, степени завершенности процесса, виду негативного воздействия опасностей, численности лиц. По происхождению: - естественные опасностиобусловлены климатическими и иными природными явлениями и что возникают они при изменении погодных условий и естественной освещенности в биосфере, а также при стихийных явлениях, происходящих в биосфере (наводнения, землетрясения и т.д.); - к естественно-техногенным опасностям следует отнести те, которые инициируются естественными процессами (землетрясения, ветры, дожди и т.п.), приводят к разрушению технических объектов (зданий, плотин, дорог и т.п.) и сопровождаются потерей здоровья и жизни людей или разрушениям элементов окружающей среды; - под антропогенными опасностями следует понимать опасности, которые возникают в результате ошибочных или несанкционированных действий человека или групп людей; - к антропогенно-техногенным опасностям относят такие опасности, которые инициируются вследствие ошибок человека (обычно оператора технической системы) и проявляются через несанкционированное действие или разрушение техники или сооружений (аварии на транспорте по вине водителей, пожары и взрывы из-за неправильного обращения с огнем, с электрооборудованием и т.п.); - техногенные опасности создают элементы техносферы – машины, сооружения и вещества. К ним относятся производственные опасности: запыленность и загазованность воздуха, шум, вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения, повышенные или пониженные параметры атмосферного воздуха в помещениях (температура, влажность, подвижность, давление), недостаточное и неправильно организованное искусственное освещение, монотонность деятельности, тяжелый физический труд, электрический ток, падающие предметы, высота, движущиеся машин и механизмов, части разрушающихся конструкций и др. В быту и в городских условиях человека также сопровождает целая гамма техногенных негативных факторов: воздух, загрязненный продуктами сгорания природного газа, выбросами ТЭС, промышленных предприятий, автотранспорта и мусоросжигающих заводов; вода с избыточным содержанием вредных примесей; недоброкачественная пища; шум, инфразвук, вибрация; электромагнитные поля от бытовых приборов, телевизоров, дисплеев, ЛЭП, радиорелейных устройств; ионизирующие излучения при различных медицинских обследованиях, фон от строительных материалов и др. По физической природе потоков: - массовые опасности возникают при перемещении воздуха (торнадо, ураганы и т.п.), воды и снега (ливни, лавины, штормы, цунами), грунта и других видов земной массы (землетрясения, пыльные бури, оползни и камнепады, извержения вулканов и т.п.). Они характеризуются количеством и скоростью перемещения масс различных веществ. Массовые опасности возникают также при поступлении в элементы биосферы (воздух, вода, земля) различных ингредиентов. В этом случае уровень опасности зависит от концентрации ингредиентов в единице объема или массы элемента биосферы; - энергетические опасности связаны с наличием в жизненном пространстве различных полей (акустических, магнитных, электрических и т.п.) и излучений (лазерное, ионизирующее и др.), которые обычно характеризуются интенсивностью полей и мощностью излучений; - информационные опасности возникают при поступлении к человеку (обычно к оператору технических систем), избыточной или ошибочной информации. По интенсивности воздействия: - опасные - обычно превышают предельно допустимые потоки не более чем в разы. Например, если говорят, что концентрация i-го газа в атмосферном воздухе составляет < 10 ПДК, то подразумевают, что это опасная ситуация, угрожающая человеку потерей здоровья, поскольку находится в зоне его толерантности; - чрезвычайно опасные – это когда уровни потоков воздействия выше границ толерантности. Обычно эта ситуация характерна для аварийных ситуаций или зон стихийного бедствия. В этих случаях концентрация примесей или уровни излучений на несколько порядков превышают ПДК или ПДУ и угрожают человеку летальным исходом. По длительности воздействия: - постоянные (действуют в течение рабочего дня, суток) опасности, как правило, связаны с условиями пребывания человека в производственных или бытовых помещениях, с его нахождением в городской среде или в промышленной зоне; - переменные опасности характерны для условий реализации циклических процессов: шум в зоне аэропорта или около транспортной магистрали; вибрация от средств транспорта и т.п.; - импульсные опасности характерны для аварийных ситуаций, а также при залповых выбросах, например при запуске ракет. Многие стихийные явления, например гроза, сход лавины и т.п., также относятся к этой категории опасностей. По виду зоны воздействия: - производственные опасности, как правило, возникают из-за нарушения режимов технологического процесса работы производственного оборудования, а также нарушения нормальных (условий) режимов труда. Они могут вызываться одним или несколькими опасными или вредными факторами, действующими комплексно; - бытовые опасности, возникающие вжилых зданиях, сооружениях спортивного и культурного-массового назначения, а также в коммунально-бытовых организациях и учреждениях; - городские (селитебные) опасности возникают в населенных пунктах численностью до 150 и более тыс. чел., ограниченных естественными и искусственными рубежами: реками, каналами, водоемами, массивами зеленых насаждений и т.п.; Зона ЧС – территория или водная акватория, на которой в результате возникновения источника ЧС или распространения его последствий на другие районы возникла чрезвычайная ситуация. По размерам зоны воздействия: - локальные – ограниченные размерами помещения, производственного участка и т.п.; - региональные – на территории 2-3 сопредельных районов (областей) одного государства; - межрегиональные опасности, воздействующие одновременно на территории и население двух и более сопредельных государств; - глобальные т.е. затрагивающие весь мир, например, потепление климата (парниковый эффект) или разрушение озонового слоя Земли. По степени завершенности процесса воздействия: - потенциальные опасности представляют угрозу общего характера, не связанную с пространством и временем воздействия. Например, в выражениях «шум вреден для человека», «углеводородные топлива – ожаровзрывоопасны» говорится только о потенциальной опасности для человека шума и горючих веществ; - реальные опасности всегда связаны с конкретной угрозой негативного воздействия на объект защиты (человека, природу). Они всегда координирована в пространстве и во времени. Например, движущаяся по шоссе автоцистерна с надписью «огнеопасно» представляет собой реальную опасность для человека, находящегося около автодороги. Как только автоцистерна ушла из зоны пребывания человека, она превратилась в источник потенциальной опасности по отношению к этому человеку; - реализованные — факт воздействия реальной опасности на человека и (или) среду обитания, приведший к потере здоровья или летальному исходу человека, к материальным потерям, разрушению природной среды. Если взрыв автоцистерны привел к ее разрушению, гибели людей и (или) возгоранию строений, то это реализованная опасность. По способности различать (идентифицировать) опасности: - различаемые опасности (вибрация, шум, нагрев, охлаждение и т.д.), которые человек идентифицирует с помощью органов чувств; - неразличаемые опасные воздействия, такие как инфразвук, ультразвук, электромагнитные поля и излучения, радиация, не идентифицируются человеком. По виду негативного влияния опасности: - вредные (угнетающие) – негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию; - травмоопасные (разрушающие) – негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу. По численности лиц, подверженных опасному воздействию: - индивидуальные (личные), т.е. характеризущие опасность определенного вида для отдельного индивидуума; - групповые (коллективные), т.е. характеризущие опасность определенного вида для группы людей, например, трудового коллектива; - массовые т.е. характеризущие опасность определенного вида для очень большой группы людей группы людей, или даже всего населения Земли. 5. Закон Куражсковского. Человек и окружающая его среда (природная, производственная, городская, бытовая и др.) в процессе жизнедеятельности постоянно взаимодействуют друг с другом. При этом действует закон сохранения жизни Ю. Н. Куражсковского. Профессор Куражсковский Юрий Николаевич, доктор географических наук, специалист по методологии решения проблем экологии, охраны природы и природопользования. Основоположник науки – «Природопользование». Отмечая, что в жизни экологических систем действуют общие термодинамические принципы и законы сохранения энергии, вещества, информации, Куражсковский сделал вывод, что в живых системах выполняется принцип энергетической проводимости: поток энергии, вещества и информации в системе как целом должен быть сквозным, охватывающим всю систему или косвенно отзывающимся в ней. Иначе система не будет иметь свойства единства. Из этого принципа Куражсковский вывел закон сохранения жизни, закон сформулирован в книге «Введение в экологию и природопользование»: «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока веществ, энергии и информации. Прекращение движения в этом потоке прекращает жизнь».(Второй экологический закон). Из закона следует, что человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и/или природную среду. 6. Комфортное состояние. Допустимое состояние. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек – среда обитания»: комфортное (оптимальное) состояние; допустимое состояние; опасное состояние; чрезвычайно опасное состояние. Комфортное состояние – все потоки гарантируют сохранение здоровья человека и целостности окружающей природной среды (ОПС). То есть потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявления наивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания. Допустимое состояние – потоки не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. В процессе жизнедеятельности человек потребляет и выделяет потоки кислорода, воды, пищи, потоки механической, тепловой, солнечной, других видов энергии, потоки отходов жизнедеятельности, формирует и потребляет потоки информации и др. В социальной среде (социуме) формируются специфические факторы, которые способны формировать негативные потоки (войны, болезни, страх, эмоции, голод, курение, потребление алкоголя, наркотиков, обман, шантаж, разбой, убийства и др.). Основные потоки в техносфере: потоки сырья, энергии, продукции и отходов в производственной сфере; потоки, возникающие при техногенных авариях; транспортные потоки; световые потоки при искусственном освещении; информационные и другие потоки. Потоки в природной среде:это солнечное излучение, космическая пыль, излучение звезд, планет, электрическое и магнитное поля Земли; круговороты веществ в биосфере; пищевые цепи в экосистемах и биогеоценозах; атмосферные, гидросферные, литосферные и другие явления создают основные потоки вещества и энергии в естественной среде. Потоки масс, энергий и информации, распределяясь в земном пространстве, образуют среду обитания человека. Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Превышение привычных уровней потоков в естественных условиях может приводить к изменению климата, возникновению стихийных явлений и оказывать негативное воздействие на человека и природную среду. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека, техносферу и/или природную среду. Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени. Опасности возникают, если повседневные потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения. Изменяя потоки в среде обитания от минимально значимых до максимально возможных, можно получить ряд характерных состояний в системе «человек – среда обитания», а именно: комфортное (оптимальное), допустимое, опасное, чрезвычайно опасное. Комфорт – это оптимальное сочетание параметров микроклимата и удобств в зонах деятельности и отдыха человека. Комфортное состояние среды обитания реализуется, когда потоки создают оптимальные условия для деятельности, отдыха и проявления наивысшей работоспособности при сохранении здоровья человека и целостности компонентов среды обитания. Допустимое состояние реализуется, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, приводят к дискомфорту, снижают эффективность деятельности человека, но не оказывают негативного влияния на здоровье, не выходя за пределы адаптации организма. При этом интенсивность негативных воздействий находится в пределах толерантности человеческого организма и окружающей природной среды, когда возможные негативные последствия обратимы. 7. Опасное состояние. Опасное состояние – потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, или приводят к деградации природной среды. 8. Чрезвычайно опасное состояние. Чрезвычайно опасное состояние – потоки за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде. 9. Общий закон биологической стойкости - закон толерантности. Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того с какой силой и в каком сочетании действуют другие факторы. Эта закономерность получила название - взаимодействие факторов. Создается эффект частичного взаимного замещения факторов, но взаимная компенсация факторов имеет свои пределы. Если хотя бы один из экологических факторов приближается или выходит за пределы критических величин, то несмотря на оптимальное сочетание других условий, особям грозит гибель. Закон независимости факторов (закон Вильямса) :условия жизни равнозначны, ни один из факторов не может быть заменен другим. Лимитирующий фактор – те или тот, который ограничивает развитие организма из-за недостатка или избытка по сравнению с потребностью. Закон Либиха - Шелфорда: для жизни и процветания организма необходима определенная совокупность условий. Если все условия, кроме одного, оказываются благоприятными, то последнее неблагоприятное условие является лимитирующим. Следствие закона: вещество, находящееся в минимуме, управляет развитием организма. Таким образом, организму нужна совокупность необходимых условий для существования (экологическая ниша). 10. Закон минимума Либиха. В 1840 году немецкий химик Юстус фон Либих, выращивая растения на синтетических средах, обнаружил, что для нормального роста растения необходимо определенное число и количество химических элементов и соединений. Одни из них должны находится в среде в очень больших количествах, другие в малых, а третьи вообще в виде следов. И, что особенно важно: одни элементы не могут быть заменены другими. Среда, содержащая все элементы в изобилии, кроме одного, обеспечивает рост растения лишь до того момента, пока количество последнего не будет исчерпано. Рост ограничивается, таким образом, нехваткой единственного элемента, количество которого было ниже необходимого минимума. Этот закон, сформулированный Ю. Либихом применительно к роли химических эдафических факторов в жизни растений и названный им законом минимума, имеет, как выяснилось позже, универсальный экологический характер и играет важную роль в экологии Закон минимума: «Если все условия окружающей среды оказываются благоприятными для рассматриваемого организма за исключением одного, проявленного недостаточно (значение которого приближается к экологическому минимуму), то в этом случае это последнее условие, называемое лимитирующим фактором, приобретает решающее значение для жизни или смерти рассматриваемого организма, а, следовательно, его присутствия или отсутствия в данной экосистеме». 11. Закон толерантности Шелфорда. То, какой из ресурсов окажется лимитирующим, определяется законом минимума Либиха. Однако лимитировать могут не только ресурсы, но и условия! Каким правилам подчиняется их действие? В 1913 г. американский эколог Виктор Шелфорд выдвинул принцип экологической толерантности (выносливости). Согласно этому правилу, для каждого фактора существует диапазон экологической толерантности, ограниченный нижней и верхней кардинальными (критическими) точками, внутри которого можно выделить зоны угнетения и благополучия. Неблагоприятными (и лимитирующими) могут быть как высокие, так и низкие значения условий. Поэтому реакция организма оказывается нулевой и при чрезмерно низких, и при запредельно высоких значениях важного для него условия (рис. 1). Рис. 1. Реакция организма на значение экологического фактора (условия) – пояснение правила толерантности Шелфорда Принцип Шелфорда можно выразить так. Среди значений любого условия есть определенный диапазон толерантности — тот промежуток, в котором может существовать рассматриваемый организм. Оптимальное значение условия находится внутри этого диапазона. Чем дальше значение условия отклоняется от оптимума, тем сильнее его неблагоприятное действие на организм. Лимитирующим оказывается то из существенных для организма условий, значение которого сильнее всего отклоняется от оптимального. Закон Либиха и принцип Шелфорда могут рассматриваться как части правила лимитирующего фактора. Ф. Клементс и В. Шелфорд выдвинули в 1939 г. концепцию первичного цикла (происходит столько базовых циклов, например, делений клеток, на сколько хватит полного комплекса ресурсов и сколько позволят другие факторы). А. Тиннеманн предложил в 1942 г. правило слабейшего звена в цепи («организм не сильнее самого слабого звена в цепи своих жизненных запросов»). Не следует забывать, что в этих обобщениях не учитываются многие явления, оказывающие влияние на то, какой фактор окажется лимитирующим. В их числе вероятностный характер многих взаимодействий, явление биологической компенсации, сложный характер взаимосвязей между факторами, проявление действия популяционных и экосистемных механизмов регуляции. Модуль 2. Взаимодействие человека с окружающей средой Тема 1. Показатели негативного влияния опасностей 1. Антропогенные опасности как вероятность ошибочной деятельности человека-оператора технических систем и населения. Деятельность человека является важным, необходимым звеном, обеспечивающим взаимосвязь технических систем. При этом человек решает задачи, состоящие из ряда этапов: восприятие информации, ее оценка, анализ и обобщение на основе заранее заданных и сформулированных критериев; принятие решения о дальнейших действиях; исполнение принятого решения. Н. Винер определял информацию как «обозначение содержания сигнала, полученного из внешнего мира в процессе приспособления к нему и приспособления наших чувств». Отсюда следует, что под информацией надо понимать сигнал, которому сознание способно приписать какой-либо смысл. Другими словами, информация – это неоднородность материального потока, воспринимаемая человеческим сознанием, которой сознание способно приписать некий, но определенный смысл. Отметим, что на всех этапах деятельности возможны ошибочные действия человека. Анализ данных по техногенным авариям и катастрофам показывает, что значительная доля опасностей реализуется в результате ошибок человека, когда он в какой-то момент времени принимает неправильное решением. По статистике около 45 % аварийных ситуаций на АЭС, свыше60 %аварий на объектах с повышенным риском, 80 % авиакатастроф и катастроф на море, а также 90 %автомобильных аварий происходит из-за неправильных действий людей. Ошибка – это результат действия, совершенного неточно или неправильно, вопреки плану. В тех случаях, когда опасные или неадекватные действия совершаются человеком осознанно (умышленно), они классифицируются как нарушения и в данном тексте не анализируются. Ошибка определяется как невыполнение поставленной задачи (или выполнение человеком запрещенного действия), которое может явиться причиной тяжелых последствий – травм, гибели людей, повреждения оборудования или имущества либо нарушения нормального хода запланированных операций. Ошибки по вине человека могут происходить в различных сферах и условиях его жизнедеятельности: на отдыхе, во время путешествия, при занятии спортом. Например, ошибки часто возникают при управлении автотранспортом; при неосторожном обращении с огнем, острыми предметами, с оружием; при купании в водоемах; при путешествии в горах; на тренировках и соревнованиях по различным видам спорта. В быту ошибки имеют место при использовании электроприборов, бытового газа, открытого огня. Они происходят при применении ядохимикатов, инструмента и приспособлений; при обращении с бытовыми отходами, кипящими жидкостями, с предметами, содержащими ртуть; при потреблении недоброкачественных продуктов, алкоголя, медикаментов и т.д. В сфере производственной деятельности ошибки возникают, если человек действует с нарушением установленного режима работы или бездействует в момент, когда его участие в процессе деятельности необходимо. В чрезвычайных ситуациях естественного и техногенного происхождения ошибки обычно связаны с неподготовленностью людей к действиям в условиях ЧС; с неумением их предвидеть результаты своих действий, например, при обращении с горючими и взрывчатыми веществами или при управлении сложными техническими системами; при сходе лавин, селей и т.п. При общении людей между собой источниками ошибок могут быть непорядочность, небрежность, месть, ревность, оскорбления, религиозные и национальные конфликты и т.п. При управлении экономикой и иной государственной деятельностью ошибки часто обусловленыстремлением людей нарушить законы природы. К ним следует отнести строительство ЦБК на острове Байкал; проекты поворота Северных рек на юг и др. Свойство человека ошибаться является функцией его психологического состояния, а интенсивность ошибок во многом зависит от состояния внешней среды и действующих нагрузок. Установлено, что зависимость частоты появления ошибок от действующих нагрузок является нелинейной. Так, при очень низком уровне нагрузок большинство операторов работают неэффективно (задание кажется скучным и не вызывает интереса), а качество работы далеко от желаемого. При умеренных нагрузках качество работы оператора оказывается оптимальным, поэтому умеренную нагрузку можно рассматривать как условия, достаточные для обеспечения внимательной работы человека-оператора. При дальнейшем увеличении нагрузок качество работы человека снова ухудшается, что объясняется, главным образом, проявлениями физического стресса, такими как страх, беспокойство, учащение пульса и частоты дыхания, повышение температуры, выброса в кровь адреналина и т.п. В системе «человек – среда обитания» человек является самой изменчивой составляющей. Его поведение определяется массой индивидуальных факторов. Часто разные операторы аналогичные задания выполняют не одинаковыми действиями. Основные особенности личности и состояния организма человека, толкающие его к совершению ошибок, можно разделить на врожден ные особенности и временные состояния. К врожденным особенностям относятся физиологические характеристики человека и особенности, обусловленные его наследственностью. В их числе органы чувств (слух, зрение, обоняние, осязание, вкус), опорно-двигательная система (мышечная сила, скорость движения, координация и т.п.). Сюда же можно включить психомоторную систему человека (рефлексы, реакции и т.д.) и его интеллект (уровень знаний, способность ориентироваться в окружающей среде). Временные состояния, такие как физическая и психологическая усталость, приводящие к снижению внимания и мышечной силы, ухудшению состояния здоровья и работоспособности, способствуют возникновению ошибок. К факторам, отвлекающим внимание, можно отнести временные функциональные нарушения организма (например, неожиданно появившаяся острая головная боль, головокружение, судорога мышцы и т.п.); временное переключение внимания на какое-то событие или предмет, не связанные с работой; утомление; внезапное внешнее воздействие (шум или яркая вспышка света). Причины ошибок разделяют на: непосредственные, главные и способствующие. Непосредственные ошибки зависят от психологической структуры действий оператора. Сюда можно отнести, например, ошибки восприятия (не узнал, не обнаружил), ошибки памяти (забыл, не запомнил, не сумел восстановить), ошибки мышления (не понял, не предусмотрел, не обобщил) и другие. Главные причины ошибок связаны с рабочим местом, организацией труда, подготовкой оператора, состоянием организма, психологической установкой, психическим состоянием организма. Способствующие причины ошибок зависят от особенностей личности (характера, темперамента, коммуникативных особенностей), состояния здоровья, внешних условий, профессионального отбора, обучения и тренировки. Причины ошибок можно также классифицировать, используя кибернетическую схему: - ошибки в ориентации (неполучение информации); - ошибки в принятии решения (неправильные решения); - ошибки в выполнении действий (неправильные действия). Ошибки в ориентации наиболее распространенные и возникают обычно из-за отсутствия сигнала, из-за слабого сигнала, из-за множества одновременных сигналов. Ошибки в принятии решения могут возникать, когда получена вся необходимая, достоверная информация и в достаточном объеме, но процесс анализа, переработки и осмысления ее был неверным; или из-за неадекватной оценки ситуации; неприспособленности к работе из-за недостатка знаний, опыта. А иногда информация и принятое решение могут быть правильными, но ответное действие ошибочным. Неправильное действие может проявляться и в бездействии оператора в тот момент, когда его действие необходимо (неспособность к действию, нарушение последовательности действий), или в неправильном выборе действий (неадекватное расположение приборов, недостаточность внимания, усталость и т.д.). Виды ошибок, допускаемых человеком на различных стадиях создания и использования технических систем, можно классифицировать следующим образом: - ошибки проектирования: обусловлены неудовлетворительным качеством проектирования. Например, управляющие устройства и индикаторы могут быть расположены настолько далеко друг от друга, что оператор будет испытывать затруднения при одновременном пользовании ими; - ошибки изготовления и ремонта, например, неправильной сварки, неправильного выбора материала, изготовления изделия с отклонениями от конструкторской документации; - ошибки технического обслуживания в процессе эксплуатации вследствие недостаточной подготовленности обслуживающего персонала, неудовлетворительного оснащения необходимой аппаратурой и инструментами; - ошибки обращения возникают вследствие неудовлетворительного хранения изделий или их транспортировки с отклонениями от рекомендаций изготовителя; - ошибки в организации рабочего места: теснота рабочего помещения, повышенная температура, шум, недостаточная освещенность и т.п.; - ошибки в управлении коллективом: недостаточное стимулирование специалистов, их психологическая несовместимость и т.п. Разумеется, перечень допускаемых человеком типичных ошибок не может быть столь точным и неоспоримым, но за ним стоит тысячелетний опыт наблюдений за причудами человеческой натуры. Физиологические и психологические особенности человека - основа возникновения антропогенных опасностей. Человеку постоянно требуются сведения о текущем состоянии и изменениях во внешнем мире и внутренней среде организма для оценки этой информации, принятия решений по своему поведению и выработке программ дальнейшей жизнедеятельности. Возможность получения такой информации обеспечивается анализаторами, специальными структурами организма для ввода информации из внешнего мира в мозг и ее переработки. Анализаторы – это совокупность нервных образований, воспринимающих внешние раздражители, преобразующих их энергию в нервный импульс возбуждения и передающих его в центральную нервную систему (ЦНС). Датчиками анализаторов являются специальные окончания нервных волокон, называемые рецепторами, которые преобразуют внешнюю энергию различных видов раздражителей в особую активность нервной системы. Информация, полученная рецепторами, передается по нервным путям в центральные отделы головного мозга для переработки и принятия решения и только затем направляется к соответствующим исполнительным органам (ИО). Иногда поступающая информация сразу идет от рецептора к исполнительным органам, минуя ЦНС. Такой принцип передачи информации заложен в основу многих безусловных рефлексов (врожденных, наследственно передающихся). Например, сокращение мышц конечностей, раздражаемых электрическим током, теплотой или химическими веществами, приводит к отстранению конечности от раздражителя. Совокупность нескольких безусловных рефлексов составляет инстинкт. Реакция организма на внешний или внутренний раздражитель может быть показана на схеме рефлекторной дуги в виде нервного импульса, проходящего через организм, и превращение его в действие. Однако для человека общее представление о рефлекторной дуге можно расширить с учетом процессов, происходящих в мозгу (ощущение, восприятие, представление, создание образов в памяти и т.д.). Процесс психического восприятия – это не «фотографирование», не создание полного тождественного образа с объектом, это творческий процесс, состоящий из сравнения объективных сигналов, поступающих извне, с их субъективным представлением человека со своей индивидуальной смысловой оценкой. В этом процессе происходит искажение истинного сигнала (раздражителя) и с учетом особенностей работы нервной системы создается индивидуальное восприятие, представление и образ конкретного объективного реального события, которое запечатлевается в памяти. Реальная картина события тем точнее отображается субъективным образом, чем больше предшествующий накопленный опыт человека. Поэтому результат психического восприятия, определяемый влиянием множества факторов, может оказаться случайным. В процессе эволюционного развития человека его память формировалась как адаптационно – приспособительный механизм к внешней среде. Содержание памяти включает отпечатки, следы биохимических процессов прохождения внешнего импульса по рефлекторной дуге. Человек обладает долговременной и оперативной памятью. Объем долговременной памяти предположительно составляет 1021бит, а кратковременная память имеет малую емкость 50 бит. Поскольку воспоминание, т.е. обращение в долговременную и кратковременную память, основанное на не исследованных до конца электробиохимических реакциях, как и любые материальные процессы, подвергаются воздействию большого числа внешних факторов, то результат его носит случайный характер. Хранение представлений в памяти тоже может видоизменяться вследствие стирания отдельных элементов информации или возникновения новых, отсутствующих в оригинале, т. е. на этом этапе тоже могут появиться различные искажения. Психика человека сложилась в процессе эволюционного развития под влиянием изменяющихся внешних факторов, импульсный характер которых сформировал рефлекторную дугу. Самые древние и простые функции организма, преимущественно двигательные, реализуются через спинной мозг, более сложные функции осуществляются на бессознательном, а затем и подсознательном уровне. И только когда там не найдено адекватной программы реакции на сигнал, подключается сознание, прежде всего проявляя стереотипность мышления. Сам по себе процесс сознательного поиска решения очень медленный и для обычной жизни малопригодный. В экстремальных быстроразвивающихся ситуациях вероятность того, что человек найдет нужное решение в процессе мышления, очень мала. Основной путь подготовки техники к действиям в конкретных производственных ситуациях в постоянном обучении и тренировке с целью перевода действий на уровень стереотипов. Стереотип – это устойчиво сформировавшаяся в прежнем осознанном опыте рефлекторная дуга, выводимая в пограничную зону «сознание – подсознание». Чем чаще идут одинаковые импульсы, тем прочнее (более жесткой) становится система их передачи от рецептора к исполнительному органу. При этом вероятность определенной двигательной реакции на определенное раздражение нарастает. Однако эта вероятность никогда не может достичь единицы в силу существования потенциальной опасности искажения сигнала в проводящей системе. Следовательно, процесс принятия решения является многовариантным (неопределенным), в том числе и содержащим ошибки. Таким образом, любая деятельность человека несет в себе потенциальную опасность, так как вероятность неправильного решения всегда существует и она весьма высока. Это обусловлено объективно существующими трудностями воспоминания и выстраивания многовариантных процессов передачи сигналов по рефлекторной дуге. Если в прошлом такого опыта вообще не было, то сознательные решения принимаются методом проб и ошибок. Свобода выбора подчиняется случайным распределениям, следствием которых является потенциальная опасность при вмешательстве человека в любой процесс. Отсюда следует и аксиома о потенциальной опасности деятельности человека, которая является фактически следствием стохастического характера психических реакций человека на внешние сигналы. Главное, важно акцентировать внимание на человеке – источнике потенциальной опасности как факторе, влияющем на среду обитания. Жилая (бытовая) среда – это совокупность условий и факторов, позволяющих человеку на территории населенных мест осуществлять свою непроизводственную деятельность. Совокупность всех антропогенных воздействий на окружающую среду в условиях крупных городов ведет к формированию новой санитарной ситуации и в жилой среде. Факторы жилой среды по степени опасности могут быть разделены на две основные группы: - факторы, которые являются действительными причинами заболеваний; - факторы, способствующие развитию заболеваний, вызываемых другими причинами. В условиях жилой среды имеется небольшое количество факторов (например, асбест, формальдегид, аллергены, бензапирен), которые можно отнести к группе «абсолютных» причин заболеваний. Большинство же факторов жилой среды по своей природе обладают меньшей патогенностью. Например, химическое, микробное, пылевое загрязнение воздуха помещений. Как правило, в жилых и общественных зданиях эти факторы создают условия для развития заболеваний. В то же время они способны в определенных, крайних случаях приобретать свойства, характерные для факторов - причин заболеваний, что позволяет отнести их к группе «относительных» условий развития заболеваний. В настоящее время специалисты по безопасности жилья выделяют пять факторов риска жилых помещений, которые могут оказывать существенное влияние на здоровье и самочувствие. Микроклиматический фактор, включающий температурно-влажностные характеристики, данные по инсоляции жилья (попадание прямых солнечных лучей в комнату), состояние приточно-вытяжной вентиляции. Радиационный фактор, определяющийся наличием в квартире источников рентгеновского, альфа-, бета – и гамма-излучения. Это могут быть естественные и искусственные радионуклиды, находящиеся в строительных и отделочных материалах, а также радиоактивный газ радон. Электромагнитное излучение, источники которого могут располагаться как внутри квартиры (в первую очередь, бытовая аппаратура, персональные компьютеры и др.), так и вне ее (линии электропередачи, трансформаторные будки и т.п.). Микробиологический фактор, тесно связанный с микроклиматическим. В условия повышенной влажности и температуры, слабой инсоляции и вентиляции в квартире могут образовываться колонии микроорганизмов и грибков. Токсикохимический фактор, заключающийся в наличии в воздушной среде жилых помещений паров вредных веществ, аэрозольной пыли и микроскопических волокон асбестосодержащих материалов. Воздушная среда жилых помещений может загрязняться как за счет применения экологически «грязных» строительно-отделочных материалов, мебели, использования продукции бытовой химии, косметических, лекарственных препаратов, так и в результате поступления вредных веществ из вне вследствие промышленных выбросов и эксплуатации автотранспортных средств. Микроклиматические характеристики обычно оцениваются в процессе эксплуатации помещений соответствующими приборами: температура – термометром, влажность – психрометром, скорость вытяжной вентиляции – анемометром. Формирование благоприятных микроклиматических условий в основном зависит от состояния вентиляции, эффективного функционирования системы тепло - и электроснабжения, грамотного расположения здания, соблюдения необходимых норм освещенности и инсоляции, наличия в помещениях комнатных растений, аквариумов и других средств, обеспечивающих комфортный влажностной режим помещений. Создание материально-технической базы и задача превращения промышленности нашей страны в технически самую совершенную и мощную промышленность в мире предопределяют огромное развитие промышленного строительства. В городах возводятся новые предприятия, развиваются существующие с одновременным формированием значительных по размеру промышленных территорий. Промышленность является основой для возникновения городов и поселков. Для размещения новых предприятий и расширения существующих требуются все новые территории. И, соответственно, требуется создание высокоорганизованных городских промышленных районов с благоприятными условиями для труда и производственных процессов, с высокими санитарно-гигиеническими условиями, удобными транспортными связями, необходимым уровнем обслуживания трудящихся, современными архитектурно-планировочными решениями при наиболее рациональном использовании территории. В ряде индустриальных городов промышленные районы с размещаемыми в них промышленными предприятиями, занимая до 50—60% общей территории города, являются основным градообразующим ядром. Эти районы в значительной степени определяют размеры городов, их общую планировочную структуру, условия труда и быта населения; для существующих городов они определяют форму и направление их развития и реконструкции, влияют на архитектуру города. Промышленность влияет на санитарно-гигиенические условия в городе, на его транспортные связи и инженерное хозяйство. Все это требует соответствующей планировочной организации городских промышленных районов. Таким образом, городским промышленным районом является часть территории города или прилегающая к нему территория, предназначенная для размещения на основе территориального объединения промышленных предприятий и связанных с ними объектов, а также кооперирования основных и вспомогательных производств, энергетического, ремонтного и складского хозяйств, водоснабжения, канализации, транспорта, связи и других инженерных сооружений и коммуникаций строительства и размещения учреждений культурно-бытового обслуживания, независимо от ведомственной принадлежности предприятий. Проблему создания городских промышленных районов следует комплексно рассматривать в соответствии с новыми условиями и задачами коренного улучшения условий труда. А это, в свою очередь, связано с новыми формами организации работы на предприятиях с применением новой технологии, автоматизацией и механизацией производственных процессов, новыми видами транспорта, топлива и энергии, развитием научно-исследовательской работы, применением новых форм застройки, повышением архитектурно-художественных качеств промышленного строительства с одновременным общим повышением технического уровня и снижением стоимости строительства. Одной из особенностей градостроительства является максимальная забота о человеке. Для человека предприятие является не только местом работы, но также местом учебы, проведения научных исследований и совершенствования процессов производства. Здесь же, в коллективе, в значительной степени формируется мировоззрение и характер трудящихся. В связи с этим наши предприятия должны иметь наиболее совершенные условия, для труда с полноценным обслуживанием. Площадка промышленного предприятия – территория, занимаемая отдельным предприятием, которое может быть новым (проектируемым или строящимся), расширяемым и реконструируемым. Такие предприятия входят в промышленный район, формируют промышленный узел или располагаются изолированно. Промышленная зона города – это наиболее общее, собирательное понятие для определения территории города, занятой преимущественно промышленными предприятиями, а также другими объектами производственного назначения. В то же время это общее определение любой конкретной территории, занятой промышленными (производственными) объектами. Промышленная зона может быть представлена городским промышленным районом, промышленным узлом, площадкой промышленного предприятия. Промышленный узел – планировочно организованная структурная единица промышленного района города с общими кооперированными объектами вспомогательного и основного назначения. Промышленным узлом называют группу предприятий, решенную на основе единого архитектурно-планировочного замысла, располагаемую на одной или смежных площадках с общими коммуникациями, с единой системой социально-бытового и других видов обслуживания трудящихся, а при соответствующих условиях с кооперированием основных производств. Промышленный район – конкретная территория, занятая группой предприятий и ограниченная функциональными зонами другого назначения. Площадка промышленного предприятия – территория, занимаемая отдельным предприятием, которое может быть новым (проектируемым или строящимся), расширяемым и реконструируемым. Такие предприятия входят в промышленный район, формируют промышленный узел или располагаются изолированно. Промышленный комплекс − система, состоящая из промышленных районов и узлов. Городской промышленный район может быть формируемым (новым), представленным одним или несколькими промышленными узлами; развивающимся, который имеет территориальные резервы и в состав которого могут входить как промышленные узлы, так и изолированные отдельно стоящие предприятия; сложившимся, который размещается на полностью застроенной территории и в составе которого имеются преимущественно изолированные одно от другого предприятия и объекты непроизводственного назначения. Промышленные районы в городе делятся на три градостроительные категории, каждая из которых обладает своими архитектурно-планировочными особенностями. 1. Промышленные районы, предназначенные для размещения предприятий, выделяющих большое количество производственных вредностей и имеющих значительный грузооборот железнодорожным транспортом, а также предприятий с особыми условиями производства (взрывоопасные, пожароопасные, радиоактивные), которые нельзя располагать в пределах селитебной территории или вблизи нее. Это большие металлургические, химические, нефтеперерабатывающие заводы, а также предприятия, связанные с разработкой земных недр. Расстояние таких районов от селитебной территории устанавливается в каждом отдельном случае в зависимости от технологии, эффективности улавливания производственных вредностей, взрыво- и пожароопасности производства. 2. Промышленные районы, предназначенные для размещения предприятий, выделяющих небольшое количество вредностей или не выделяющих их, но связанных с большим грузооборотом и требующих устройства железнодорожных, подъездных путей. Удаление таких предприятий от жилой застройки на значительное расстояние не является строго необходимым. Санитарно-защитная зона может быть шириной до 50—1000 м. К указанным предприятиям относятся машиностроительные, текстильные, ряд пищевых и др. Из-за наличия железнодорожного транспорта такие районы, целесообразно размещать на окраине селитебной территории. 3. Промышленные районы, предназначенные для размещения предприятий безвредных или с незначительным выделением производственных вредностей, с небольшим грузооборотом (не превышающим движение 40 автомобилей в сутки в одном направлении), не требующих устройства железнодорожных подъездных путей, т.е. для предприятий, которые не оказывают существенного вредного влияния на селитебные территории. Это, например, типографии, часовые заводы, заводы точной механики, приборостроения, оптики, ряд предприятий пищевой и легкой промышленности. Такие предприятия требуют санитарно-защитную зону шириной не более 50-100 м или не требуют ее совсем и могут располагаться даже в пределах селитебной территории. Роль санитарно-защитной зоны может выполнять озелененная магистраль. Городские промышленные районы подразделяются на: - новые (вновь проектируемые), формируемые одним или несколькими промышленными узлами; - развивающиеся (за счет имеющихся внутренних или внешних территориальных резервов), которые могут иметь в своем составе, как промышленные узлы, так и отдельно стоящие изолированные предприятия; - реконструируемые – сложившиеся на полностью застроенной территории и, состоящие преимущественно из изолированных одно от другого предприятий и объектов непроизводственного назначения. Упорядочение застройки таких районов связано с радикальной технологической и производственной реконструкцией предприятий Научно-технический прогресс, внедрение науки в производство, подготовка квалифицированных кадров на базе производства, развитие при предприятиях и отраслях промышленности инженерных отделов, специальных конструкторских бюро, опытных производств, приводят к тому, что в ряде случаев выделяется два типа таких районов: первый – с преимущественным размещением на территории района более или менее крупных промышленных предприятий, включая научные учреждения, КБ и другие объекты, связанные с производством; второй – с преимущественным размещением на территории района научно-исследовательских учреждений для данной отрасли производства, крупных КБ, инженерных (в том числе технологических) учреждений, технических вузов с небольшой долей промышленных предприятий и опытных производств. Промышленные предприятия в этом случае являются, как правило, безвредными, все более приближающимися к лабораториям. Абсолютные размеры промышленных районов достигают все более значительных величин. В практике проектирования и строительства встречаются районы следующих максимальных размеров: районы металлургического профиля – территория до 2000 га, районы машиностроительного профиля – до 2000—3500га, районы химического и нефтеперерабатывающего профиля – до 4000 га. В процессе роста и развития городов отдельные промышленные районы сливаются, формируя крупные промышленные зоны протяженностью до 10-15 км, территорией до 5000-6000га, численностью трудящихся до 150-200 тыс. чел. Поэтому одной из важнейших задач при формировании планировочной структуры крупных городов становится рациональное взаимное расположение промышленных зон и жилых районов. Одновременно происходит усложнение состава промышленных районов. Они превращаются в сложный производственный организм, включающий наряду с профилирующими предприятиями крупные строительные базы и коммунально-складские объекты, предприятия легкой и пищевой промышленности, развитые общественные, научно-технические и учебные центры. Рациональная планировочная структура промышленных районов предполагает обеспечений их соответствующими территориальными резервами. Выделяются три типа резервов: резервы в самом здании для развития отдельного производственного корпуса, которые составляют 5-10%; резервы в пределах площадки отдельного предприятия, которые составляют на новых заводах до 18-20% территории, резервы для развития промышленного района в целом составляют от 10 до 20% территории района. Эти резервы обеспечивают рост производства в 1,5-2 раза. Обычно в основу планировочной организации промышленных районов закладывается зонирование территорий по видам ее использования. Это определяет как правильное размещение объектов застройки, так и рациональное использование самой территории. Для промышленных районов, располагающихся на границе с селитебной территорией, выделяются следующие зоны: - зона общественных центров; - производственная зона; - зона складского и энергетического хозяйства; - транспортная зона. 2. Опасности объектов, содержащих горючие и взрывчатые вещества; опасности объектов, содержащих токсичные вещества; классификация опасных химических веществ. В основе процессов горения лежат химические реакции молекул горючего и окислителя. Энергия, необходимая для разрыва связей в молекулах горючего и окислителя, называется энергией активации. Разрушение или ослабление химических связей в молекулах происходит под действием теплового движения атомов. Чем выше температура, тем выше доля активных молекул, тем эффективнее соударения и больше их число. Для реакции горения, как и для многих других химических реакций, справедливо положение: повышение температуры на 10° С приводит к увеличению скорости горения в два раза (закон Аррениуса). Кроме того, скорость реакции согласно закону действующих масс увеличивается с возрастанием концентрации реагентов. Скорость горения максимальна при стехиометрическом составе смеси - когда отношение реагентов соответствует коэффициентам в уравнении реакции. Процесс горения как одна из форм химического взаимодействия атомов и молекул может быть по-настоящему понятен только на основе изучения молекулярно-кинетической теории строения материи. Горению как химической реакции, идущей с большим выделением тепла, соответствует ряд физических явлений (рис. 7.4): - происходит перенос тепла реагирующих веществ и продуктов горения от объекта к объекту теплопроводностью за счет молекулярной и турбулентной диффузии; - за счет конвекции осуществляется тепломассообмен как внутри горящей системы (между объектами горения), так и между потоками; - происходит теплопередача от горящего объекта в окружающую среду. Все перечисленные процессы взаимосвязаны. Скорость химической реакции горения определяется процессами теплопередачи, взаимной диффузией горючего, окислителя, продуктов горения. В свою очередь, температура, скорость горения зависят от интенсивности химической реакции. Важная особенность явления горения – способность к пространственному распространению (лесные и степные пожары). Законами химической кинетики строго можно описать лишь один вид горения – гомогенное, кинетическое, когда горючее и окислитель находятся в одной фазе и предварительно перемешаны. В этом случае скорость химической реакции зависит только от природы реагирующих веществ, концентрации и температуры смеси. Кроме того, интенсивность процесса горения зависит от характера передачи вещества и тепла в зону реакции, т.е. от движения газа, пара, воздуха, диффузии и теплопроводности. Поэтому степень подготовленности и газодинамические условия горючей смеси определяют все параметры горения на пожаре. Рис. 7.4. Процесс взаимодействия окружающей среды и системы, подверженной горению Различают диффузионное и кинетическое горение, гомогенное и гетерогенное, ламинарное и турбулентное. Степень турбулизации газового потока определяется числом Рейнольдса Re, плотностью среды ρ, скоростью потока V (рис. 7.5). Рис. 7.5. Виды горения При значениях Re < Reкр= 2300 движение носит ламинарный характер, при более высоких числах (Re > 10 000) - турбулентный. В горении физические процессы и условия являются доминирующими и определяют вид горения, его параметры, но в основе горения лежит химическое превращение горючего и окислителя в продукты горения. На пожаре чаще всего наблюдается турбулентное, диффузионное, гомогенное горение. Показатели пожаро- и взрывоопасных свойств материалов определяют на всех стадиях процесса горения: воспламенения, горения и тушения с учетом их агрегатного состояния. Для оценки пожароопасных свойств веществ и материалов используют расчетные и экспериментальные методы. Большинство расчетных методов являются приближенными, носят характер эмпирических зависимостей. Таким примером являются формулы для определения температуры самовоспламенения по средней длине углеродной цепи, концентрационных пределов распространения пламени и другие. Обобщенная запись брутто-уравнения материального и теплового баланса реакции горения имеет вид: nг [г] + no [o] = nпгi [пг] + Q, (7.1), где: nг, no, nпгi-стехиометрические коэффициенты при соответствующих веществах ([г]- горючее, [o]-окислитель, [пг]- продукты горения); Q - тепловой эффект химической реакции. Для составления материального баланса процессов горения используют уравнения элементарных реакций окисления элементов, входящих в состав горючего, выражен в массовых процентах каждого химического элемента на единицу массы горючего. Во время горения реакции между горючим, продуктами его термического разложения протекают в объеме пламени - в зоне горения. Минимальное (теоретическое) количество воздуха, необходимое для полного сжигания 1 кг твердого или жидкого горючего материала или 1 м3 горючего газа, называется теоретическим количеством воздуха и обозначается. Действительное количество воздуха является произведением коэффициента избытка воздуха aи теоретического количества воздуха . Коэффициент избытка воздуха aпоказывает, во сколько раз объем воздуха, поступивший на горение, больше теоретического объема воздуха, необходимого для полного сгорания единицы количества вещества в стехиометрической смеси. Объем продуктов горения, образовавшихся при сжигании единицы горючего (1 кг, 1 м3, 1 кмоль) в теоретическом количестве воздуха, равен: , (7.2), где: • - объем продуктов полного окисления i-х химических элементов в горючем веществе, м3/кг, м3/м3 гор.газа, м3/кмоль, кмоль/кмоль; - объем азота; - объем паров воды. Полный, действительный объем продуктов горения находится с учетом избытка воздуха (a > 1): (7.3) Расчет ведется на 1 кг (1 кмоль, 1 м3) твердого, жидкого или газообразного горючего. Тепловой баланс процесса горения составляется и рассчитывается для определения температуры горения. Адиабатической температурой горения называется температура, до которой нагреваются продукты горения, когда все тепло, выделившееся при горении, идет на их нагрев. Действительная температура горения всегда ниже адиабатической, так как часть тепла теряется на излучение. Температура горения не зависит от количества сгоревшего материала, так как количество тепла на единицу объема продуктов горения остается постоянным. Температура горения на пожаре зависит от скорости, полноты горения, величины избытка воздуха, температуры горючего материала и воздуха. Теплота сгорания, используемая в расчетах температуры горения, - количество тепла, выделяемое при полном сгорании единицы количества горючего материала. Различают низшую Qн и высшую Qв теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания включает теплоту конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах горения. Смеси горючих газов и паров с воздухом способны воспламеняться и распространять пламя только тогда, когда концентрация горючего в них находится в определенных ограниченных пределах, которые называются нижним (НКПР) и верхним (ВКПР) пределами распространения пламени. Метан имеет область распространения пламени, равную 5-15 об. %. В пределах одного гомологического ряда с увеличением относительной молекулярной массы пределы распространения пламени, выраженные в объемных процентах, уменьшаются. На нижнем пределе теплота сгорания большинства углеводородов соответствует примерно величине 1830-2050 кДж/м3, а адиабатическая температура горения равна 1500 К±110 К. Эти данные свидетельствуют о том, что для воспламенения горючих веществ и распространения пламени необходимы определенные условия. С увеличением температуры область распространения пламени расширяется, а с уменьшением давления сужается. Концентрационные пределы распространения пламени изменяются и от ряда других причин: присутствия в смеси флегматизатора или ингибитора, мощности источника зажигания. Концентрационные пределы распространения пламени (КПР) являются едва ли не основной характеристикой пожароопасных свойств веществ и материалов. Мощность зажигающей искры, температура самовоспламенения, температура горения имеют смысл только внутри концентрационной области распространения пламени (в горючей системе) (рис. 7.6). Рис. 7.6. Концентрационные пределы распространения пламени в горючей системе Изменение предельных условий распространения пламени в таких горючих системах связано с тем, что пылевоздушные смеси являются гетерогенными системами, и при их горении главное место занимают поверхностные явления Пределы распространения пламени веществ и материалов определяют расчетными и экспериментальными методами. Наряду с принятой системой определения пределов по концентрации горючего в смеси, в последние годы для твердых горючих материалов стал довольно широко применяться предел распространения пламени по кислороду, который находится экспериментально и носит название кислородного индекса (КИ). Этот параметр также зависит от давления, температуры. Кислородный индекс характеризует то минимальное содержание кислорода в смеси с азотом, при котором возможно воспламенение горючего материала с его последующим горением. Пределы распространения пламени применяются в практике для классификации производств по степени их пожарной опасности, при расчете предельно допустимых концентраций горючих паров и газов в помещениях при производстве огневых работ, для расчета взрывоопасных режимов работ в среде, содержащей горючие газы и пары. К параметрам процесса самовоспламенения относится период индукции. Величина периода индукции зависит от начальной температуры, давления и химической природы горючего материала. Условно, если температура начала процесса лежит в пределах 290-320º К, то говорят о самовозгорании, а если она выше, то процесс возникновения пламени называют самовоспламенением (рис. 7.7). Рис. 7.7. Самовоспламенение и самовозгорание Причиной самовозгорания могут быть: - микробиологические процессы; - адсорбция паров и газов, сопровождающаяся повышением температуры; - большая реакционная способность некоторых веществ, например щелочных металлов. Самовозгоранию способствует развитая поверхность материала, термическая неустойчивость вещества и ряд других факторов. Пожары, вызванные самовоспламенением пыли, чаще всего происходят в сушильном производстве, при складировании и транспортировке пылевидных материалов. В соответствии с тепловой теорией самовоспламенения Тсв аэрозоля зависит от формы и размеров частиц, природы пыли. Самовозгорание бывает трех видов: тепловое, химическое, микробиологическое. Во всех случаях причиной загорания остается экзотермичность процесса окисления горючей системы. В наиболее общем виде характеристики воспламенения пыли являются функцией следующих факторов: концентрации, размера, формы частиц аэрозоля; состава, давления, температуры газовой среды. Большинство пожаров возникают при действии на горючую смесь постороннего источника тепла: накаленного тела, электрической искры, пламени. Таким образом, воспламенение и горение чаще происходит не в результате самовозгорания и самовоспламенения, а при действии постороннего источника тепла. Этот процесс можно назвать вынужденным воспламенением. Главным условием любого вида воспламенения горючей смеси остается превышение скорости тепловыделения над скоростью теплоотвода, так как условия самоускорения реакции окисления в горючей смеси после повышения температуры системы остаются теми же. Различие в механизмах этих явлений заключается в том, что при самовоспламенении вся горючая смесь доводится до определенной температуры, а при зажигании весь объем может оставаться холодным, а до температуры воспламенения нагревается лишь его часть. Соответственно, в этом объеме температура должна быть выше, период индукции меньше, воспламенение протекает быстрее. Природа воспламенения электрической искрой более сложна, чем тепловыми источниками. По Я.Б. Зельдовичу, возможность зажигания горючей смеси электрической искрой определяется соотношением времени охлаждения центра искрового промежутка до Тгmin (t охл.) и временем начала химической реакции (t х.р). Если t охл. ≥ tх.р, то горение возможно, если же t охл.≤ T х.р – воспламенение не происходит. При искровом зажигании в качестве параметра, характеризующего пожароопасные свойства системы, принимают наименьшее предельное значение мощности искры, начиная с которого смесь способна воспламеняться с дальнейшим распространением пламени по всему объему. Мощность искры является функцией состава смеси, температуры, давления, теплопроводности, теплоемкости. Минимальная мощность искры при воспламенении движущейся горючей смеси больше, чем неподвижной. Эти вопросы имеют важность при оценке и выработке норм и требований пожарной безопасности производств, объектов, систем. Пожары и взрывы зачастую представляют собой взаимосвязанные явления. Взрывы могут быть вторичными последствиями пожаров как результат сильного нагрева емкостей с горючими газами (ГГ), легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ), горючими жидкостями (ГЖ), а также пылевоздушных смесей (ГП), находящихся в закрытом пространстве помещений, зданий, сооружений (рис. 7.8.). В свою очередь, взрывы, как правило, приводят к возникновению пожара на объекте, так как в результате взрыва образуется сильно нагретый газ (плазма) с очень высоким давлением, который оказывает не только ударное механическое, но и воспламеняющее воздействие на окружающие предметы, в том числе горючие вещества. Рис. 7.8. Взаимосвязь взрыва и пожара Минимальное количество воздуха, необходимое для полного сгорания единицы количества (кг, кмоль, м3) горючего вещества, называется теоретическим количеством воздуха . При горении на пожарах расход воздуха отличается от теоретически необходимого. Действительный расход воздуха на единицу горючего записывается как Vв = a . Множитель aназывается коэффициентом избытка воздуха. Разность между действительным и теоретически необходимым количеством воздуха называется избытком воздуха: (7.4) или: . (7.5). Определение количества воздуха и объема продуктов горения оказывается возможным на основании закона сохранения массы по уравнениям химических реакций. При составлении уравнения материального баланса процессов горения принято учитывать не только кислород, принимающий участие в реакции окисления, но и азот, входящий в состав воздуха. Так как на один кмоль кислорода в воздухе приходится 3,76 кмоля азота (состав воздуха: 21 % O2 и 79 % N2), то материальный баланс процесса горения, например, бензола в воздухе можно записать так: C6H6 + 7,5O2 + 7,5×3,76N2 = 6CO2 + 3H2O + 28,2N2. (7.6) Из этого уравнения видно, что для полного сгорания 1 кмоля бензола требуется (7,5+7,5·3,76) кмолей воздуха (7,5 кмолей O2 и 7,5×3,76 кмоля, не принимающего участия в горении N2). При сгорании образуется 6 кмолей СО2, 3 кмоля H2O и остается непрореагировавшим (7,5×3,76) = 28,2 кмоля N2. В общем виде можно записать: , (7.7), где: n ,n , nг- число кмолей кислорода, азота и горючего вещества в уравнении материального баланса, кмоль. Аналогично объем продуктов горения: (7.8), где: - объем азота, рассчитанный из уравнения материального баланса, кмоль/кмоль. Объем продуктов горения: (7.9) Если горение происходит с избытком воздуха (a > 1),то азота в продуктах горения будет больше: (7.10) и в продуктах горения появится кислород: (7.11) В этом случае полный объем продуктов горения: (7.12) или: (7.13) Иногда на практике приходится решать обратную задачу по известному содержанию кислорода (j, об. %) в продуктах горения находить коэффициент избытка воздуха, с которым протекало горение вещества: (7.14) Для веществ, у которых объем продуктов горения равен объему израсходованного воздуха (например, горение углерода, серы), эта формула упрощается: .(7.15) Для газообразных горючих веществ расчет объемов воздуха и продуктов горения чаще всего проводят в м3/м3. Так как 1 кмоль любого газа в одинаковых условиях занимает один и тот же объем (при нормальных условиях 22,4 м3), то объем, рассчитанный в м3/м3, численно будет таким же, как и в кмоль/кмоль. Под температурой горения понимают максимальную температуру, до которой нагреваются продукты горения. Принято различать адиабатическую температуру горения, рассчитываемую без учета потерь тепла в окружающее пространство, и действительную температуру горения, учитывающую эти теплопотери. Температуру горения можно рассчитать, если известно количество теплоты, выделяемое при сгорании горючего вещества, состав и объем продуктов горения, их теплоемкость или теплосодержание. Тепловой эффект химической реакции горения (т.е. количество теплоты, выделяемое в ходе экзотермической реакции) называется низшей теплотой сгорания вещества Qн. Если горючее имеет в своем составе водород, то при его сгорании образуется вода в газообразном состоянии, которая охлаждаясь, будет конденсироваться. Так как в процессе конденсации паров тепло выделяется, то общее количество теплоты, полученное при сгорании вещества, будет больше на величину теплоты испарения Q исп: Qв = Qн + Qисп, (7.16) где: Qв - высшая теплота сгорания вещества. При расчетах температуры горения пользуются величиной Qн,так как при температуре горения вода находится в газообразном состоянии. Эта величина может быть рассчитана по закону Гесса: (7.17), который говорит о том, что тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплоты образования продуктов реакции и теплоты образования исходных веществ. В уравнении (7.17): DHi- теплота образования i-того вещества; ni - количество молей i-того вещества. Для расчета температуры горения применяется уравнение теплового баланса, с учетом того, что выделившееся в результате сгорания тепло нагревает продукты горения (CO2, H2O, N2...) от начальной температуры T0 до температуры Tг: (7.18), где: h- коэффициент теплопотерь (доля потерь тепла на излучение, а также в результате неполноты сгорания); и Vпгi - теплоемкость и объем i-го продукта горения. В уравнении теплового баланса записана теплоемкость газа при постоянном давлении (сp), так как именно в этих условиях чаще всего происходит горение. Из уравнения теплового баланса: (7.19) Трудность в определении Тг по этой формуле заключается в том, что теплоемкость газа зависит от температуры. Так как газы нагреваются от температуры Т0 доТг, то в формулу (7.19) необходимо подставить среднее значение теплоемкости именно в этом интервале температур. При отсутствии сведений о температуре горения Тгдля расчетов принимаются: среднее значение температуры горения большинства веществ в воздухе составляет ~ 1500 К; принимается среднее значение теплоемкости в интервале температур 273-1500 К. Эти значения для основных продуктов горения приведены в табл.7.1. Таблица 7.1   Вещество Удельная теплоемкость,  кДж(м3×К) кДж/(моль×К) Диоксид углерода 2,27 5,08×10-2 Диоксид серы 2,28 5,11×10-2 Вода (пар) 1,78 3,99×10-2 Азот 1,42 3,18×10-2 Воздух 1,44 3,23×10-2 В таблице 7.2 приведены значения низшей теплоты сгорания некоторых горючих веществ. Таблица 7.2 Наименование вещества Низшая теплота сгорания, кДж/м3 Наименование вещества Низшая теплота сгорания, кДж/м3 Метан Пропилен Этан Бутилен Пропан Ацетилен Бутан Бензол Этилен Если горючее представляет собой смесь индивидуальных веществ с известными концентрационными пределами распространения пламени, то для такой смеси можно установить значения нижнего и верхнего предела по формуле Ле-Шателье: (7.20), где: mi - мольная доля i-го вещества в смеси; jн(в)i – значение нижнего или верхнего концентрационного предела распространения пламени i-го вещества. Эта формула справедлива для большинства смесей веществ, хотя в некоторых случаях могут наблюдаться значительные отклонения, связанные с химическим взаимодействием веществ (табл. 7.3). Объекты, на которых производятся, хранятся или транспортируются вещества, приобретающие при некоторых условиях способность к возгоранию (взрыву), относятся соответственно к пожаро- или взрывоопасным объектам. Процесс горения возможен при следующих основных условиях: - непрерывное поступление окислителя (кислорода воздуха); наличие горючего вещества или его непрерывная подача в зону горения; - непрерывное выделение теплоты, необходимой для поддержания горения. Зона наиболее интенсивного горения, в которой имеются все три условия, называется очагом пожара. Процесс развития пожара состоит из следующих фаз: - распространение горения по площади и пространству; - активное пламенное горение с постоянной скоростью потери массы горючих веществ; - догорание тлеющих материалов и конструкций. Тема 2. Смертность населения от внешних причин 1. Воздействие вредных производственных факторов на человека. Вредный производственный фактор – фактор среды и трудового процесса, который может вызвать профессиональную патологию, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических и инфекционных заболеваний, привести к нарушению здоровья потомства. В зависимости от соотношения уровней опасных и вредных факторов и предельно допустимых уровней воздействий условия труда делятся на четыре класса: 1-й класс – оптимальные условия труда; 2-й класс – допустимые условия труда, которые могут вызвать функциональные отклонения, но после регламентируемого отдыха организм человека приходит в нормальное состояние; 3-й класс – вредные условия труда, характеризующиеся наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормы. Они оказывают неблагоприятное воздействие на работающего и могут негативно влиять на потомство. Условия труда 3-го класса по вредности разделяются на четыре степени: - условия труда, характеризующиеся такими отклонениями от гигиенических нормативов, которые вызывают обратимые функциональные изменения и обусловливают риск развития заболевания; - условия труда с такими уровнями опасных и вредных факторов, которые могут вызвать стойкие функциональные нарушения, приводящие в большинстве случаев к росту заболеваемости с временной утратой трудоспособности, повышению частоты общей заболеваемости, появлению начальных признаков профессиональной патологии; - условия труда, характеризующиеся такими уровнями вредных факторов, которые приводят к развитию профессио нальной патологии в легких формах в период трудовой деятельности, росту хронической общесоматической патологии, включая повышенные уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности; - условия труда, при которых могут возникать выражен* ные формы профессиональных заболеваний, отмечается значительный рост хронической патологии и высокие уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности; 4-й класс – опасные (экстремальные) условия труда, характеризующиеся такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональных поражений. Условия труда, как правило, характеризуются совокупностью конкретных негативных факторов и различаются уровнем вредных факторов и риском опасных. К наиболее опасным работам на промышленных предприятиях относятся: - монтаж и демонтаж тяжелого оборудования; - транспортирование баллонов со сжатыми газами, емкостей с кислотами, щелочами, щелочными металлами и другими опасными веществами; - ремонтно-строительные и монтажные работы на высоте, а также на крыше; - ремонтные и профилактические работы на электроустановках и в электрических сетях, находящихся под напряжением; - земляные работы в зоне расположения энергетических сетей; - работы в колодцах, тоннелях, траншеях, дымоходах, плавильных и нагревательных печах, бункерах, шахтах, камерах; - монтаж, демонтаж и ремонт грузоподъемных кранов; - пневматические испытания сосудов и емкостей под давлением, а также ряд других работ. К наиболее вредным относятся работы, связанные с применением вредных веществ, выделяющихся при выполнении технологического процесса, а также с применением различных видов излучений. Например, к подобным работам относят: - работы, которые при технологическом процессе применяют вибрационные механизмы (работа с отбойными молотками, перфораторами, работа на выбивных решетках и т. д.); - работы в гальванических и травильных цехах и отделениях; - работы на металлургических и химических предприятиях, угольных и урановых шахтах; - работы с использованием источников ионизирующих излучений и др. Охрана труда решает следующие основные заданы: - идентификацию опасных и вредных производственных факторов; - разработку соответствующих технических мероприятий; - применение средств защиты от опасных и вредных производственных факторов; - разработку организационных мероприятий по обеспечению безопасности труда и управлению охраной труда на предприятии; - подготовку к действиям в условиях проявления опасностей. Идентификация опасных и вредных производственных факторов включает ряд стадий: - выявление опасных и вредных факторов, определение их полной номенклатуры; - оценку воздействия негативных факторов на человека, определение допустимых уровней воздействия и величин приемлемого риска; - определение (расчетное или инструментальное) пространственно-временных и количественных характеристик негативных факторов; - установление причин возникновения опасности; - оценку последствий проявления опасности. Главной и наиболее сложной составляющей процесса идентификации производственных опасностей является установление возможных причин проявления опасности. Полностью идентифицировать опасность очень трудно. Причины некоторых аварий и катастроф остаются невыясненными долгое время. Идентификация опасностей может быть различного уровня: полной, приближенной, ориентировочной. Важное значение на первой стадии идентификации опасностей имеет классификация опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ). Механические факторы силового воздействия: движущиеся машины, механизмы, материалы, изделия, инструмент, части разрушившихся изделий, конструкций, механизмов, высота, падающие предметы, острые кромки Наземный транспорт, перемещаемые контейнеры, подъемно-транспортные механизмы, подвижные части станков и технологического оборудования, обрабатывающий инструмент, приводы механизмов, роботы, манипуляторы, системы повышенного давления, емкости и трубопроводы со сжатым газом, пневмо- и гидроустановки. Строительные и монтажные работы, обслуживание машин и установок. Режущий и колющий инструмент, заусенцы, шероховатые поверхности, металлическая стружка, осколки хрупких материалов Механические колебания-вибрация. Транспортные и строительные машины, виброплощадки, выбивные решетки, грохоты, виброинструмент (отбойные молотки, перфораторы, дрели и. т. д. Акустические колебания: инфразвук, шум, ультразвук. Источники низкочастотной вибрации, двигатели внутреннего сгорания и другие высоко энергетические системы. Технологическое оборудование, транспорт, пневмоинструмент, энергетические машины, механизмы ударного действия, устройства для испытания газов и т.д. Ультразвуковые генераторы, ультразвуковые дефектоскопы, ванны для ультразвуковой обработки изделий Электромагнитные поля и излучения: Инфракрасное (тепловое) излучение. Линии электропередачи, трансформаторы, распределительные подстанции, установки токов высокой частоты, индукционной сушки, СВЧ-установки, электроламповые генераторы, экраны телеэкранов, дисплеев, антенны, волноводы и т. д. Нагретые поверхности, расплавленные вещества, пламя и т. д. Лазерное излучение, ультрафиолетовое излучение, статическое электричество. Лазеры и лазерные технологические установки, поверхности, отражающие лазерное излучение. Сварочная дуга, зона плазменной обработки, лампы накачки лазеров. Электротехническое оборудование на постоянном токе, вентиляционные системы, пневмотранспорт, транспортеры, окрасочные установки и т. п. системы, в которых имеет место трение разнородных материалов. Ионизирующие излучения. Ядерное топливо, радиоактивные отходы, радиоизотопы, применяемые в науке и технике, рентгеновские дефектоскопы и др. Электрический ток. Электрические сети, электроустановки, распределители, электроприводы и т. д. Повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов. Поверхности нагревательного оборудования, паропроводы, водопроводы горячей воды, расплавы, нагретые и раскаленные изделия и заготовки, холодильное оборудование, криогенные установки. Химические. Загазованность рабочей зоны. Утечки токсичных и вредных газов из негерметичного оборудования и емкостей, испарения из открытых емкостей и при проливах, выбросы вредных газов при разгерметизации оборудования, выделения вредных газов при обработке материалов, окраска распылением, сушка окрашенных поверхностей, ванны гальванической обработки и др. Запыленность рабочей зоны. Обработка материалов абразивным инструментом (заточка, шлифование и т.д.), сварка и газовая и плазменная резка, переработка сыпучих материалов, участки выбивки и очистки отливок, обработки хрупких материалов, пайка свинцовыми припоями, пайка бериллия и припоями, содержащими бериллий, участки дробления и размола материалов, пневмотранспорт сыпучих материалов и т. д. Биологические. Микроорганизмы (бактерии, вирусы). Макроорганизмы (растения, животные). Микробиологические технологии, штаммы и образцы вирусов и т. д. Сельскохозяйственные и подопытные животные. Физические перегрузки: статические, динамические. Продолжительная работа в неизменной статической и неудобной позе (работа операторов, в частности за дисплеем). Подъем и переноска тяжестей, ручной труд. Психофизилогические. Нервно-психические перегрузки: умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, эмоциональные перегрузки Труд научных работников, преподавателей, студентов. Работа операторов технических систем, авиадиспетчеров, операторов ЭВМ, творческих работников Примечание. Перечисленные ОВПФ и их источники не охватывают всех возможных негативных факторов, которые могут возникнуть в рабочей зоне. В частности, к негативным факторам можно отнести пониженную или повышенную влажность воздуха, пониженное или повышенное атмосферное давление, повышенную скорость движения воздуха, неправильное освещение (недостаточная освещенность, повышенная яркость, пониженная контрастность, пульсация светового потока), недостаток кислорода в воздухе рабочей зоны. Многие производственные процессы на АТП сопровождаются выделением в воздух рабочей зоны вредных веществ. Вредные вещества выбрасывают и двигатели внутреннего сгорания в со ставе отработавших газов. Проникая в небольших дозах в организм человека, вредные вещества вызывают изменения в организме в целом и в его органах и системах. Степень и характер изменений зависят от количества, продолжительности воздействия, путей проникновения, химической структуры вредного вещества, температуры среды, состояния организма и многих других факторов. Вредные вещества по степени воздействия на организм подразделяют на четыре класса опасности: 1-й — чрезвычайно опасные; 2-й — высоко опасные; 3-й — умеренно опасные; 4-й — малоопасные. Ниже рассмотрены некоторые из наиболее часто встречающихся вредных веществ. Акролеин содержится в токсичных выбросах двигателей внутреннего сгорания. Вызывает сильные раздражения верхних дыхательных путей и приводит к воспалению слизистых оболочек глаз. Концентрацию акролеина в воздухе 7 мг/м3 человек может перенести в течение не более 1 мин. Ацетон выделяется в воздух рабочей зоны при окрасочных работах. Он обладает наркотическими свойствами и вызывает раздражение кожи. Бензин оказывает наркотическое действие. Может вызывать острые и хронические отравления. Высокая концентрация паров бензина в воздухе может привести к потере сознания человеком и даже к смерти. Бенз(а)пирен поступает в воздух рабочей зоны с отработавшими газами. Обладает канцерогенным действием. Попадая в организм человека, он, как и другие полициклические ароматические углеводороды, постепенно накапливается до критических концентраций и вызывает образование злокачественных опухолей. Кислоты применяют в аккумуляторном и медницко-радиа- торном участках. Они оказывают прижигающее и раздражающее действия на кожу и слизистые оболочки, вызывают образование дерматитов, гиперкератоза и омертвение кожи. Метанол применяют в качестве растворителя лаков, смол и жиров. Является нервным (нейротропным) ядом, обладающим химической токсичностью, способен накапливаться в организме человека. Отравления возможны при приеме внутрь, попадании в организм через кожу и при вдыхании паров метанола. Легкая форма отравления характеризуется головной болью, головокружением, тошнотой, рвотой, повышенной утомляемостью, сонливостью, пошатыванием, мелким тремором пальцев рук. Отравления средней тяжести характеризуются расстройством зрения. При тяжелой форме отравления возможны потеря сознания и смерть. Оксиды азота поступают в помещения с отработавшими газами. Оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки глаз, носа, рта. В крови оксиды азота соединяются с оксигемог- лобином, в результате этого образуется метагемоглобин, т. е. изменяется состав крови. При отравлениях оксидами азота появляются кашель, одышка, удушье, возможен отек легких. При хронических отравлениях, кроме того, появляются боли в области сердца и головные боли. Оксид углерода входит в состав отработавших газов. Поступая в организм человека, он соединяется с гемоглобином крови, в результате этого образуется карбоксигемоглобин, затрудняющий процесс газообмена клеток, что приводит к кислородному голоданию. При отравлении оксидом углерода происходят нарушения в центральной нервной системе, ухудшаются память, внимание, возможны кровоизлияния в сетчатку глаз, паралич и смерть. Свинец используют при пайке радиаторов и бензобаков, при изготовлении и ремонте аккумуляторных пластин. Он нарушает костномозговое кроветворение. Отравления свинцом отмечаются только в хронической форме. При этом они выражаются расстройствами периферической и центральной нервных систем, поражением двигательных волокон, свинцовыми параличами. Сернистый газ выделяется с отработавшими газами автомобилей и в аккумуляторном участке. Проникает в организм через органы дыхания. Оказывает сильное раздражающее действие на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, так как превращается там в серную кислоту. При концентрациях 0,0017 % вызывает раздражение слизистых оболочек глаз. Тетраэтилсвинец входит в состав этиловой жидкости, используемой в качестве антидетонатора. Проникает в организм через дыхательные пути и кожу. Как и свинец, поражает центральную нервную систему и кроветворные органы. Хром и никель содержатся в легированных сталях. Во время обработки этих сталей на металлообрабатывающих станках происходит насыщение хромом и никелем смазочно-охлаждающей жидкости, которая, попадая на кожу рук, вызывает аллергические заболевания. Щелочи используют при обезжиривании и мойке деталей. Они оказывают раздражающее и прижигающее действие, вызывают дерматиты и ожоги. Этиленгликоль входит в состав низкозамерзающих охлаждающих жидкостей (антифризов). Является пищевым ядом и при попадании в желудок вызывает отравление, поражает почки и центральную нервную систему. 100 г антифриза является смертельной дозой. Эпоксидные смолы являются основой эпоксидных клеев и эпоксидных композиций, которые используют для склеивания различных материалов и при ремонте автомобилей (заделка трещин, вмятин и раковин, устранение коррозионных повреждений на кузове и оперении). Попадая на кожу, эпоксидная смола может вызвать заболевания кожи (экземы, дерматиты). Особенно опасно попадание эпоксидной смолы в глаза. Пары отвердителя могут вызвать отравления. Пыли составляют особую группу вредных веществ. Выделение пыли связано с ежедневным обслуживанием автомобилей, с обработкой металла и дерева, с разборкой автомобилей и агрегатов, с окраской, термической и гальванической обработкой, с выполнением сварочных работ, работ по шероховке покрышек и другими техническими процессами. Пыль оказывает вредное воздействие главным образом на дыхательные пути, вызывая заболевания их верхних отделов и легких. Она травмирует и раздражает слизистую оболочку носа, способствует возникновению катара верхних дыхательных путей, ринитов, фарингитов, трахеитов, бронхитов. Некоторые виды пыли, обладающие большой химической активностью (хром, мышьяк), могут при длительном воздействии вызвать изъязвления и прободение носовой перегородки. Пыль, накапливаясь в легких и лимфатических узлах, приводит к их поражению. Проникая глубоко в дыхательные пути, она может привести к развитию патологического процесса, который получил название пнев- моканиоза. Сущность его заключается в замещении легочной ткани соединительной тканью. В зависимости от характера вдыхаемой пыли различают следующие виды пневмоканиозов: сидероз, вызываемый воздействием железосодержащей пыли (механический, сварочный участки); алюмилнекоз, вызываемый воздействием алюминиевой пыли (механический участок); силикоз, вызываемый воздействием пыли, содержащей свободную кристаллическую двуокись кремния (при разборке и сборке автомобилей и агрегатов, работе абразивным инструментом) и т. п. Кроме этого, вдыхание пыли может быть причиной повышенной заболеваемости воспалением легких. Известковые и цементные пыли могут привести к воспалительным процессам наружного уха с образованием серных пробок. От вдыхания пылей и паров меди, цинка, магния и других металлов, образующихся при термических, кузнечных и сварочных работах, может возникнуть литейная (металлическая) лихорадка. Пыли оказывают раздражающее действие на кожу (пыли синтетических смол, извести, карбида кальция) и могут вызвать различные воспалительные процессы вплоть до язвенных поражений (дерматиты, экземы). Проникая в отверстия сальных и потовых желез, пылевые частицы вызывают их закупорку, нарушают нормальную деятельность кожи, что приводит к снижению ее сопротивляемости и проникновению микробов. Твердые пылинки с острыми краями могут вызвать травмы глаз. Абразивная пыль (при заточных, шлифовальных работах) может привести к помутнению роговицы. Кроме того, пыль может вызвать воспалительный процесс слизистой оболочки глаза (конъюнктивит). Токсические пыли, такие как хромовая, свинцовая, марганцевая (аккумуляторный, гальванический, сварочный, медниц- ко-радиаторный участки), даже в относительно небольшом количестве, попадая в органы пищеварения, могут вызвать отравления. Пыль может вызвать функциональное расстройство в организме, сопровождающееся головными болями, головокружением, утомляемостью, тошнотой, нарушением пищеварения и др. Кроме того, высокая запыленность воздушной среды создает предпосылки для поражения электрическим током, взрывов и пожаров, снижает прозрачность воздуха, вызывает коррозию металлов, ускоряет изнашивание механизмов, снижает точность обработки материалов и коэффициент полезного действия машин, приводит к преждевременному выходу их из строя. 2. Оценка значения смертности от внешних причин и их места среди других причин смерти. Под смертностью от внешних причин понимается смертность от причин, вызванных не болезнями, а различными внешними воздействиями: умышленными (убийства и самоубийства) или неумышленными (всякого рода несчастные случаи). Для оценки значения смертности от внешних причин и их места среди других причин смерти очень важно понимать, что речь идет о единственном классе причин, который обусловливает предотвратимые смерти. Убийства, самоубийства, транспортные катастрофы, алкогольные отравления, производственный травматизм, гибель в результате чрезвычайных ситуаций и другие источники внешних воздействий во всем мире ежегодно обрывают свыше пяти миллионов человеческих жизней, которые без этих воздействий могли бы длиться еще много лет. Данные о состоянии смертности населения Российской Федерации от естественных и внешних причин представлены на рис. 5.8 и 5.9. Динамика смертности населения России Рис. 5.8. Динамика смертности населения России Динамика смертности населения России от внешних причин Рис. 5.9. Динамика смертности населения России от внешних причин Качественное влияние ряда негативных факторов на смертность людей в мире в течение XX в. показано на рис. 5.10. Производственные негативные факторы (кривая 2) заявили о себе еще в XIX в., а в XX в. была достигнута их относительная стабилизация. В ряде стран производственный травматизм с летальным исходом в последние годы снижается, что является результатом эффективности принимаемых мер защиты. Тенденции роста численности погибших в XX в. Рис. 5.10. Тенденции роста численности погибших в XX в. Погибшие вследствие: 1 – стихийных бедствий; 2 – воздействия производственных негативных факторов; 3 – загрязненности техносферы и биосферы; 4 – чрезвычайных ситуаций техногенного характера Уровни и масштабы воздействия других негативных факторов постоянно нарастают. Начиная с середины XX в. резко возросло воздействие на людей региональных негативных факторов крупных городов и промышленных центров. Ряд негативных воздействий имеют уже глобальное влияние. Нарастает влияние и негативных факторов техногенного происхождения в чрезвычайных ситуациях. Общая и вынужденная смертность населения России и ее причины приведены в табл. 5.14, а средний возраст смерти – в табл. 5.15. В табл. 5.16 приведены некоторые сравнительные данные ВОЗ но медицинской статистике для России и США. Значительное негативное влияние на здоровье населения оказывают нарушения здорового образа жизни и прежде всего получившие широкое распространение: потребление алкоголя, курение, наркомания и токсикомания. Сегодня 87,5% от общей смертности в России связаны с гипертонией, высоким уровнем холестерина, чрезмерным употреблением алкоголя и табакокурением. Производство и потребление алкоголя продолжает нарастать. Динамика потребления алкогольной продукции на территории Российской Федерации представлена в табл. 5.17. Особую настороженность вызывает активное потребление алкоголя подростками в возрасте 14–16 лет. По данным ПИИ наркологии Минздравсоцразвития России, в послед- Таблица 5.14 Статистические данные о гибели населения России от внешних причин Показатель Год 2000 2008 2011 Смертность населения, млн чел. 2 217 062 2 075 900 1 925 720 Численность умерших от несчастных случаев, травм и отравлений, чел., из них: 310 503 244 463 авторанспортные травмы 39 341 29 947 27 659 производственный травматизм 5984 2985 (2007 г.) 1800 отравились алкоголем 33 979 25 000 (2007 г.) 15 226 утопления 15 866 12 981 8735 самоубийства 56 568 51 120 29 735 погибло на пожарах Нет данных 15 165 12 028 Погибло в ЧС: в природных 48 21 2 в техногенных 940 4455 751 Последние годы возросло употребление пива. В Москве оно близко к употреблению пива в таких странах, как Дания и Чехия, – "рекордсменах" по употреблению пива. Справедливости ради, следует отметить, что количество лиц, заболевших алкоголизмом и алкогольными психозами, снижается. Таблица 5.15 Средний возраст смерти от различных причин Причина смерти Страны США, Великобритания, Франция, Япония Россия 1990 г. 1990 г. 2000 г. Новообразования 72,5 64,6 63,6 Болезни системы кровообращения 77,3 71,6 67,6 Болезни органов дыхания 80,1 66,4 59,8 Несчастные случаи, отравления, травмы 54,2 43,4 42,2 Таблица 5.16 Некоторые сравнительные данные медицинской статистики США и России Показатели Россия США Средняя продолжительность жизни мужчин (лет) 59 74 Средняя продолжительность жизни женщин (лет) 72 80 Показатель рождаемости на 1000 населения 9,7 14,1 Показатель смертности на 1000 населения 13,9 8,7 Показатель смертности от инсультов, инфарктов и т.д. на 100 000 населения 895 351 Показатель смертности от онкологических заболеваний на 100 000 населения 201 203 Заболеваемость туберкулезом на 100 000 населения 92,1 5,8 Ошибки врачей на 100 000 населения 420 279 Расходы на медицину в стране, % к ВВП 2,9 13 Полные потери населения в связи с алкоголем разделяют на прямые и непрямые. Прямые – это смертельные случаи, связанные с алкогольными психозами, отравлениями алкоголем. Непрямые – это смерть людей, находящихся в состоянии алкогольного опьянения, в ДТП, на производстве, из-за соматических заболеваний, осложнившихся из-за потребления алкоголя, и др. Таблица 5.17 Потребление алкогольной продукции населением России Вид продукции 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. Алкогольные напитки и пиво В абсолютном алкоголе: всего, млн дкл 137,3 129,6 127,6 126,8 130,2 на душу населения, л 9,6 9,1 8,9 8,9 9,1 В натуральном выражении, млн дкл: водка и ликероводочные изделия 177,2 166,1 157,8 156,4 159,8 виноградные и плодовые вина 102,9 102,5 103,4 97,1 95,6 коньяки 10,8 10,6 11,1 11,6 12,5 шампанские и игристые вина 26,0 25,5 27,3 28,5 30,1 пиво 1138,2 1024,7 1004,0 1011,5 1055,7 напитки слабоалкогольные – – 31,9 31,4 29,8 Потребление чистого алкоголя в России, по данным ВОЗ за 2003 г., составляло 14–15 л. Следует отметить, что каждый добавочный литр сверх определенного ВОЗ предела (8 л) уносит 11 месяцев жизни у мужчин и 4 месяца у женщин, с употреблением алкоголя связан и огромный разрыв в продолжительности жизни у мужчин и женщин (самый большой в мире) – 14 лет. Озвученные Минздравсоцразвития России данные о потреблении алкоголя в России, равном 18 л в год, по мнению экспертов, являются завышенными. По данным ВОЗ, в 2010 г. среднедушевое потребление чистого алкоголя населения России составило 16,27 л, для сравнения: в Чехии – 16,45 л, в Молдавии – 18,22. В среднем в мире потребление алкоголя составляет 6.1 л (например, Китай – 5 л на 1 чел./год, Турция – 1,5 л на 1 чел./год). Ранее в России производство алкоголя составляло: в 1950 г. – 4.1 л, в 1965 г. – 8,0 л, в 1980 г. – 10,1 л на 1 чел./год. Следует отметить, что в настоящее время смертность в результате алкогольных отравлений связана не с употреблением некачественной алкогольной продукции, а с увеличением количества употребляемого алкоголя. Сегодня в России в шесть раз больше употребляющих алкоголь мужчин, нежели женщин. Из каждых 100 тыс. населения алкоголизмом больны уже 22, а 827 подростков регулярно принимают спиртное без проявления признаков алкогольной зависимости. Распространение самоубийств на 12% зависит от хроническою алкоголизма. Алкоголь обнаруживается в крови не менее чем у 30% самоубийц. Более 7% дорожно-транспортных происшествий (ДТП) приходится на долю пьяных водителей. Роль потребления алкоголя в показателях демографического состояния России огромна. Достаточно сказать, что алкоголики и тяжелые пьяницы, потребляющие больше половины выпускаемых страной спиртных напитков, составляют соответственно 10 (7%) и 20 млн человек (14%), т.е. около 30 млн человек практически не участвуют в позитивном решении демографических проблем. Исходя из демографической динамики дореволюционные специалисты предсказывали, что к 2000 г. население России составит 594 млн человек. Сегодня в границах "новой" России нас 142,9 млн человек. Конечно, огромный демографический ущерб нанесли войны, революция, голод, система сталинских лагерей и репрессий. Но и утраты из-за губительного влияния алкоголя можно сравнить с результатами геноцида. Ученые подсчитали, что от воздействия алкоголя и экологических проблем Россия недосчитывает более 100 млн человек. В последние годы в России значительно помолодел возраст начинающего курильщика (табл. 5.18). Таблица 5.18 Год 1991 1994 1996 1997 1998 1999 Возраст, лет 17,6 13,7 13,4 13 12 12,1 Год 2000 2001 2002 2005 2006 2007 Возраст, лет 11,7 10,9 10,1 10,7 11 11 В настоящее время наблюдается некоторая стабилизация потребления табачной продукции в РФ (в процентах к предыдущему году): Год 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Табачные изделия 107,2 93,9 98,8 101,3 95,9 102,7 100,1 Опрос курильщиков показал, что в день они выкуривают: менее 10 шт. – 10%, от 10 до 20 шт. – 54%, от 20 до 30 шт. – 14%, более 30 шт. – 2%, не знают – 3%. А между тем курение опасно, так как смолы, содержащиеся в табачном дыму, – канцерогены. Их содержание в папиросах и сигаретах составляет: Марка Содержание смол, мг/шт. Беломорканал 30-35 Прима 16,6 Пегас 19,0 Петр I 15,5 Космос 15,5 Золотая Ява 13,0 LM 13,0 LM Lights 9,0 Marlboro 13,8 Parlament 9,6 Каждый год в России от употребления табака умирают около 400 тыс. человек. Зафязнение воздушного бассейна табачным дымом превышает загрязнение воздуха выхлопами автомобилей в 4,5 раза; ежегодно по вине курильщиков в мире возникают сотни тысяч пожаров, которые забирают десятки тысяч жизней, уничтожают природные и созданные человеком ресурсы, оценивающиеся миллиардами долларов. Численность наркоманов в России с 1990 г. возрастает. Данная тенденция сохраняется до настоящего времени (табл. 5.19). К 2012 г., по данным средств массовой информации, в России принимают наркотики уже около 6 млн. человек. Таблица 5.19 Численность наркоманов в России (данные Минздравсоцразвития России) Показатель 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Взято под диспансерное наблюдение больных с впервые в жизни установленным диагнозом в отчетном году: всего, тыс. чел. 22,9 21,0 24,4 27,2 29,6 26,5 на 100 000 чел. населения 16,0 14,7 17,2 19,1 20,8 18,7 Численность больных, состоящих на учете в лечебно-профилактических учреждениях на конец отчетного года: всего, тыс. чел. 326,6 325,7 328,0 333,3 338,7 341,9 на 100 000 чел. населения 228,3 228,8 231,6 234,4 238,5 240,9 По экспертным оценкам, в наркологические учреждения обращается только каждый десятый наркоман. Ежегодно от наркомании и токсикомании в России умирают до 40 тыс. человек, что значительно превышает аналогичный показатель для стран Западной Европы и США. Сравнительный анализ показывает, что смертность населения России зависит от курения на 17%, от переедания (избыточный вес) – на 15%, от потребления алкоголя – на 12% от общей смертности. Ежегодная смертность населения Земли от основных внешних причин представлена в табл. 5.20 (в расчетах принято, что ежегодная смертность населения Земли равна 100 млн чел.). Таблица 5.20 Ежегодная смертность населения Земли Причина Смертность, млн чел. Доля от общей смертности, % Курение 5 5 Производственный травматизм и профзаболевания 2,2 2,2 Техногенные ЧС (кроме ДТП и пожаров) 0,5 0,5 ДТП 1,3 1,3 Пожары 0,2 0,2 Загрязнение окружающей среды 5,3 5,3 Отравление пищей 2,0 2,0 Затраты на защиту от опасностей. Специалисты МОТ подсчитали, что 4% ВВП теряется по причине несчастных случаев и заболеваний, связанных с трудовой деятельностью. Это средний мировой показатель, указывающий, сколько мир выплатит за смертельные случаи, травмы и заболевания на производстве. В табл. 5.21 приведены данные но затратам на охрану окружающей среды в отдельных странах мира. Затраты в мире на ликвидацию стихийных ЧС достигли в 2011 г. 350 млрд долл. В России годовой ущерб от всех ЧС достигает 2% от ВВП. Таблица 5.21 Затраты на охрану окружающей среды в мире, в % к ВВП Страны мира Затраты Канада 0,75 Япония 1,2 Чехия 1,7 Франция 0,8 Испания 0,9 Германия 0,5 Болгария 1,5 Австрия 3,6 Россия 1 Общие затраты от воздействия опасностей всех видов (производственный и бытовой травматизм, низкое качество окружающей среды, ЧС и др.) в среднем по странам мира составляют 10% ВВП, причем в развитых странах они еще более значительны. Тема 3. Защита селитебных и природных зон. Негативное воздействие на селитебные и природные зоны (объекты экономики, городская и бытовая среда) 1. Способы минимизации опасностей; нормирование опасностей; основы защиты от опасностей; понятие «безопасность объекта защиты». Анализ процессов эволюции человеческой истории позволяет выявить ряд закономерностей, характеризующих функцию безопасности: - социальный прогресс не устраняет и не отменяет опасности существованию личности, общества, государства; - рост могущества людей над природой сопровождается и увеличением масштаба угроз человечеству; - по мере дифференциации общества и усложнения его организации расширяется и спектр социальных опасностей; - социальные угрозы не являются неизменными и модифицируются вместе с развитием общества; - системы безопасности являются неотъемлемым атрибутом сложных социальных систем и организаций; - недооценка или игнорирование проблем безопасности на всех уровнях социальной организации не только оборачивается теми или иными потерями, но, в конечном счете, неизбежно ведет к падению жизнеспособности (конкурентоспособности) и даже гибели соответствующих ее элементов (субъектов). Отсутствие опасности, точнее «состояние, при котором не угрожает опасность кому-либо или чему-либо» в словарях определено понятием безопасность. Однако опыт показывает, что обеспечить полное отсутствие опасности невозможно. В связи с этим часто применяют определение, указывающее на безопасность как на надёжную защищённость от опасностей и угроз. Такое определение подчёркивает приемлемость (и неизбежность) опасностей и угроз определённого уровня, при этом как бы само собой подразумевает необходимость защиты объекта. Но в условиях приемлемости уже исходных опасностей защита может и не потребоваться. Поэтому наиболее приемлемой выглядит следующая формулировка: Безопасность – это состояние отсутствия различного рода опасностей и угроз, способных нанести неприемлемый вред (ущерб) жизненно важным интересам человека. Безопасность - коренная потребность человека Потребность в безопасности имеет объективный характер, поскольку все люди уязвимы, независимо от их физических данных, обладания богатством, властью, другими ресурсами. Она реализуется не только на индивидуальном, но и на коллективном (групповом), государственном и общественном уровнях. При этом следует подчеркнуть, что в отличие от многих других потребностей нужду в безопасности невозможно удовлетворить полностью. Она присутствует всегда и требует постоянного к себе внимания, поскольку в различных ситуациях нас подстерегают самые разные опасности. Взаимосвязь между человеком, обществом и государством жестко обусловлена их природой. Поэтому каждый из них вынужден исполнять одновременно две роли – субъекта и объекта безопасности, но кем они оказываются в действительности в тот или иной промежуток времени зависит от многих обстоятельств. В зависимости от того, кто выступает субъектом или объектом безопасности – отдельный человек, социальная группа, общество в целом, государство или сообщество государств выделяют следующие основные уровни безопасности: - личная или индивидуальная безопасность; - социальная (общественная) безопасность или безопасность общества; - национальная безопасность или безопасность государства; - международная или коллективная безопасность; - всемирная или глобальная безопасность. В качестве промежуточного уровня между индивидом и обществом, либо между индивидом и государством выделяют уровень групповой безопасности или безопасности общности. В ряду крупных аспектов безопасности можно выделить: - экологическую безопасность; - демографическую безопасность; - физическую безопасность; - экономическую безопасность; - социальную безопасность; - этнокультурную безопасность; - информационную безопасность; - военную безопасность; - технологическую безопасность. Безусловно, что данный список нельзя считать окончательно оформленным. Например, в "Концепции безопасности человека", принятой ООН, выделяется 8 основных категорий безопасности: - экономическая безопасность; - продовольственная безопасность; - безопасность для здоровья; - экологическая безопасность; - личная безопасность; - социальная безопасность; - общественная безопасность; - политическая безопасность. Несмотря на некоторое различие представленных классификаций безопасности, значительная часть указанных в них аспектов или дублируется, или достаточно близка по смысловому содержанию. Безопасность объекта защиты - это состояние объекта, при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и информации не превышает максимально допустимых для объекта значений. Снижение техногенных рисков любой системы неразрывно связано со значительными материальными затратами. В техносфере на человека негативно воздействуют: - естественные факторы (изменение климата, освещенности земной поверхности, метеоусловия и стихийные явления в природе); - техника и технологии, управляемые операторами и выделяющие в техносферу различные материальные и энергетические потоки; - городская среда (транспорт, объекты жилищно-коммунального хозяйства и т.п.); - среда быта (технические средства, недоброкачественные продукты питания и т.п.). Минимизация людских потерь в техносфере: - применение средств защиты от естественных опасностей; - создание источников опасностей ограниченного влияния на людей; - максимальное снижение численности лиц, подверженных воздействию источников опасности; - применение средств и методов коллективной защиты от техногенных опасностей; - применение устройств и средств индивидуальной защиты. Защита селитебных и природных зон. На селитебные и природные зоны негативно воздействуют: - объекты экономики, выделяющие газообразные, жидкие и твердые отходы, в том числе химические и радиоактивные; - городская среда, выделяющая отходы жилищно-коммунального хозяйства, отходы транспортных средств, ливневые сточные воды, снежную массу и т.п.; - бытовая среда, выделяющая жидкие и твердые отходы. Основные принципы и подходы к реализации человеко- и природозащитной деятельности: - целесообразно выделить следующие совокупности систем: «техносфера - человек» и «техносфера - природа»; - при выборе систем защиты от опасностей целесообразно все возможные негативные воздействия разделить на две принципиально отличные группы: I -- постоянные (периодические), повседневно действующие воздействия; II -- чрезвычайные спонтанно действующие воздействия; - по размерам зон воздействия опасности нужно разделить на локальные, региональные и глобальные. Таким образом, несмотря на длительную историю размышлений и споров человечества по поводу собственной безопасности, окончательное смысловое оформление понятия "безопасность" далеко от своего завершения. Безопасность человека – это многоаспектное состояние, для характеристики и оценки которого необходимо учитывать не только индивидуально-личностные показатели, физические условия жизнедеятельности, но и условия, обусловленные детерминированностью существования и развития человека со стороны общества и государства, мирового сообщества. Безопасность человека взаимосвязана с безопасностью общества и государства. 2. Основные направления достижения техносферной безопасности; коллективная и индивидуальная защита работающих и населения от опасностей в техносфере. Варианты взаимного положения опасных зон (ОЗ) и зоны пребывания человека (Ч) в производственных условиях: I – безопасная ситуация; II – ситуация кратковременной опасности; III – опасная ситуация; IV – условно безопасная ситуация Реализация коллективной защиты человека от повседневного воздействия негативных абиотических факторов достигается путем: - устройства систем искусственного освещения; - обеспечения допустимых параметров микроклимата; - применения систем защиты человека от холода и перегрева; - использования систем воздухо- и водоподготовки; - контроля качества пищевых продуктов; - устройства молниезащиты. Реализация коллективной и индивидуальной защиты человека от опасностей технических средств и технологий достигается: Надо удостоверение по Охране труда? - защитой от вредных веществ; - защитой от вибрации, акустического шума, инфра- и ультразвука; - защитой от ЭМП и ЭМИ, в том числе и от лазерного излучения; - защитой от ионизирующих излучений; - защитой от поражения электрическим током; - защитой от воздействий статического электричества; - защитой от механического травмирования в бытовых и производственных условиях; - применением средств индивидуальной защиты. Минимизация антропогенного влияния на техносферу достигается путем: - организации безопасного трудового процесса; - обучения работающих и населения безопасным приемам жизнедеятельности; - реализации требований к безопасной работе операторов технических систем и технологий. Защита урбанизированных территорий и природных зон от опасного воздействия техносферы (региональная защита). Внешние средства защиты – устройства, применяемые только для уменьшения влияния источника опасности на окружающую среду и не имеющие практического значения для технологии основного процесса. Внешние средства защиты атмосферного воздуха от выбросов: - очистка выбросов стационарных объектов от примесей в специальных аппаратах и устройствах перед их поступлением в атмосферу; - защитное зонирование территорий около объекта; - рассеивание очищенных выбросов в атмосферном воздухе; - снижение и очистка выбросов автотранспорта. Очистка выбросов стационарных объектов: - сухие пылеуловители - аппараты мокрой очистки (скрубберы Вентури, барботажно-пенные пылеуловители, туманоуловители, абсорберы, хемосорберы); - аппараты термической и каталитической нейтрализации газовых выбросов. Неорганизованные - выбросы в атмосферу в виде потоков газа, возникающие в результате нарушения герметичности оборудования в местах загрузки, выгрузки, перегрузки или хранения продукта, при работе транспортных средств с ДВС и т.п. Пути уменьшения токсичности и объемов выбросов от автотранспорта: - совершенствование конструкции двигательной установки, направленное на: увеличение полноты сгорания топлива; уменьшение расхода топлива; уменьшение трения в двигателе и т.п.; - применение дополнительного оборудования для повышения экологических показателей автомобиля (нейтрализаторов, сажеуловителей, поглотителей паров); - рациональный выбор топлива. Внешнее снижение токсичности выбросов автотранспорта за счет применения: 1. Нейтрализаторов 2. Фильтров 3. Выбора топлива 4. Совершенствование автотранспортной инфраструктур 3. Создание малоотходных производств. Рациональное и комплексное использование сырьевых ресурсов имеет решающее значение, так как в настоящее время в конечный продукт включается в среднем лишь около 10% массы используемых природных ресурсов, а остальные 90% теряются. Высшей формой рационального природопользования является такая деятельность человека, которая практически полностью использует природные ресурсы, не порождает загрязнения и отходы и в конечном итоге все снова возвращает природе, не нарушая ее состояния. При безотходном производстве предполагается создание оптимальных технологических схем с замкнутыми материальными и энергетическими потоками. В идеальном случае такое производство не имеет вредных выбросов в атмосферу, сточных вод и твердых отходов. Термин «безотходная технология» впервые был сформулирован нашими учеными-химиками Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1956 г. Он получил широкое распространение не только у нас, но и за рубежом. Ниже приведено официальное определение данного термина, закрепленное в 1984 г. в Ташкенте решением Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭК ООН). Безотходная технология – это такой метод производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: первичные сырьевые ресурсы-производство-потребление-вторичные ресурсы, и любые воздействия на природную среду не нарушают ее нормального функционирования. Безотходная технология включает следующие процессы: - комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов и получение продукции с отсутствием или наименьшим количеством отходов; -создание и выпуск новой продукции с учетом ее повторного использования; - переработку выбросов, стоков, отходов производства с получением полезной продукции; - бессточные технологические системы и замкнутые системы газо- и водоснабжения с использованием прогрессивных способов очистки загрязненного воздуха и сточных вод; - создание территориально-промышленных комплексов (ТПК), имеющих замкнутую технологию материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса. Малоотходная технология — это промежуточная ступень при создании безотходного производства, когда небольшая часть сырья и материалов переходит в отходы, а вредное воздействие на природу не превышает санитарных норм. Коэффициент безотходности (или коэффициент комплексности) — это доля полезных веществ (в %), извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему их количеству. Этот коэффициент широко используется в цветной металлургии и предлагается в качестве количественного критерия безотходности: для малоотходной технологии он должен быть не менее 75%, для безотходной технологии – не менее 95%. В настоящее время имеется некоторый опыт в области создания и внедрения малоотходной и безотходной технологий в ряде отраслей промышленности. Например, Волховский глиноземный завод перерабатывает нефелин на глинозем и попутно получает соду, поташ и цемент по практически безотходной технологической схеме. Затраты на их производство на 10-15% ниже затрат при получении этих продуктов другими промышленными способами. Однако перевод существующих технологий в малоотходные и безотходные производства требует решения большого комплекса весьма сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научнотехнических достижений. При этом необходимо руководствоваться следующими принципами. Принцип системности. В соответствии с ним процессы или производства являются элементами системы промышленного производства в регионе (ТПК) и далее – элементами всей экологоэкономической системы, которая включает, кроме материального производства и иной деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы), а также человека и среду его обитания. Поэтому при создании безотходных производств необходимо учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов. Комплексность использования ресурсов. Этот принцип создания безотходного производства требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является сложным по составу. В среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной переработке сырья. Так, комплексная переработка полиметаллических руд позволяет получать около 40 элементов в виде металлов высокой чистоты и их соединений. Уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиновые металлы, а также более 20% золота получают попутно при комплексной переработке полиметаллических руд. Конкретные формы реализации этого принципа в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадиях отдельного процесса, производства, производственного комплекса и эколого-экономической системы. Цикличность материальных потоков. Это общий принцип создания безотходного производства. Примерам цикличных материальных потоков являются замкнутые водо- и газооборотные циклы. Последовательное применение этого принципа должно привести в конечном итоге к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. Ограничение и исключение вредного воздействия производства на биосферу при планомерном и целенаправленном росте объемов безотходного производства. Этот принцип обязан обеспечить сохранение природных и социальных ресурсов, таких как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, здоровье населения. Данный принцип осуществим лишь в сочетании с эффективным мониторингом, развитым экологическим нормированием и многозвенным управлением природопользованием. Рациональность организации создания безотходного производства: разумное использование всех компонентов сырья; минимизация энерго-, материало- и трудоемкости производства; поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, исключающих или уменьшающих вредное воздействие на биосферу; кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других; создание безотходных ТПК. При создании безотходного производства путем совершенствования существующих и разработки новых технологических процессов обычно используются следующие способы и методы: осуществление производственных процессов при минимально возможном числе технологических стадий (аппаратов), поскольку на каждой из них образуются отходы и теряется сырье; - увеличение единичной мощности агрегатов, применение непрерывных процессов; интенсификация производственных процессов, их оптимизация и автоматизация; - создание энерготехнологических процессов, сочетающих энергетику с технологией; - энерготехнологические процессы позволяют полнее использовать энергию химических превращений, экономить энергоресурсы, сырье и материалы и увеличивать производительность агрегатов. Для перехода отдельных, особенно новых производств, на безотходную технологию необходима разработка отдельными предприятиями, объединениями, отраслями и в целом правительственными структурами комплексных государственных программ по созданию и внедрению безотходных производств и территориально-промышленных комплексов. 4. Международные организации, осуществляющие природозащитную деятельность. Международные природоохранные организации играют огромную роль на данном этапе развития общества. Их создание было вызвано катастрофическими изменениями в окружающей среде, они были призваны защитить природу и, по существу, должны спасти прежде всего самого человека. Представляю общую информацию о наиболее известных международных правительственных и неправительственных организациях, информационных системах и т. д. Организация Объединенных Наций. Главные органы и специализированные учреждения ООН: - Генеральная Ассамблея - Экономический и Социальный Совет (ЭКОСОС) - Организация объединенных Наций по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (ФАО) - Организация Объединенных Наций по вопросам образования, культуры и науки (ЮНЕСКО) - Всемирная метеорологическая организация (ВМО) - Международный банк реконструкции и развития (МБРР) - Комитет по природным ресурсами (КПР) - Межправительственная морская организация (ИМО) - Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) МСОП – Международный союз охраны природы. Год создания: 1948 г Участники: более 952 члена из 139 стран мира. Цели: влияние, поддержка и помощь организациям мира в деле сохранения целостности и разнообразия природы; обеспечение разумного и экологически устойчивого использования природных ресурсов Основная деятельность: осуществление мониторинга природоохранной деятельности; разработка требований по охране природы для использования местными организациями; составление планов действий на различных уровнях; содействие мерам, принимаемым правительственными и неправительственными организациями в области охраны природы; распространение информации через сеть МСОП. ВВФ - Всемирный фонд дикой природы. Год создания: 1961 г. Участники: 5,3 млн. постоянных спонсоров и национальных ссоциаций пяти континентов. Цели: предотвращение деградации природной среды; помощь в построении будущего с гармоничным сосуществованием человека и природы; привлечение финансовых средств для охраны природы и спасения от исчезновения отдельных видов флоры и фауны Основная деятельность: сохранение разнообразия (генетического, видового и экосистемного); обеспечение устойчивой модели использования возобновляемых природных ресурсов; содействие снижению загрязнения, рациональному потреблению ресурсов и энергии; разработка стратегических подходов к проблеме сохранения природы. Гринпис. Год создания: 1971 г. Участники: тесно связанная сеть национальных и региональных отделений - 1330 сотрудников 43 отделений в 30 странах. Цели: гарантировать способность Земли воспроизводить жизнь во всём её многообразии Основная деятельность: кампании по биоразнообразию, по защите атмосферы, антиядерная, по токсичным веществам и др. ЮНЕП - Программа ООН по окружающей среде. Год создания: 1972 г. Участники: государства-члены ООН (58 государств-членов Совета). Цели: предоставление новейших данных о ресурсах биосферы, содействие общему планированию и управлению развитием при соблюдении максимальной социально-экономической выгоды, привлечение дополнительных финансовых средств для технической помощи, образования и профессиональной подготовки Основная деятельность: осуществление программ в области управления окружающей средой, сохранения наземных экосистем, борьбы с опустыниванием, деградацией почв, загрязнением морской среды, изменением климата, химических веществ и опасных отходов Центр экологической политики и культуры. Год создания: 2007 г. Участники: региональные отделения в 60 субъектах Российской Федерации. Цели: содействие развитию активности гражданского общества, его конструктивного сотрудничества с госструктурами и бизнесом для решения экологических проблем, развития культуры и обеспечения устойчивого развития. Основная деятельность: региональная экологическая политика в интересах устойчивого развития: разработка индикаторов устойчивого развития и модельных региональных законов, формирование экологической культуры: разработка стратегии формирования экологической культуры, поддержка региональных программ и инициатив, развитие структур гражданского общества: развитие институтов общественной политики и системы общественных советов. Арктический Совет. Год создания: 1996 г. Участники: Канада, Дания, Финляндия, Исландия, Норвегия, Российская Федерация, Швеция, США. Цели: обеспечение механизма решения общих вопросов и развития, касающихся правительств Арктических стран и народов Арктики; обеспечить развитие и координацию сотрудничества взаимодействие арктических стран по проблемам Арктики; руководить и координировать программы, созданные под эгидой АЕПС; распространять информацию, содействовать образованию и стимулировать интерес к арктическим проблемам. Основная деятельность: охрана окружающей средыАрктики и устойчивое развитие как средство улучшения экономического, социального и культурного благополучия Севера. МЗК - Зеленый крест. Год создания: 1993 г. Участники: национальные организации и подготовительные комитеты в 50 странах мира, частные лица Цели: осуществление мер по борьбе с антропогенными экологическими бедствиями, содействие обмену экологическими знаниями и технологиями, поддержка в развитии экологического законодательства Основная деятельность: реализация проектов по различным аспектам ООС, в том числе по уничтожению токсичных веществ, созданию системы оповещения о катастрофах, экологическому просвещению, разработке международного экологического кодекса. Вывод: С помощью всех этих международных природоохранных организаций человек защищает, прежде всего, себя от результатов собственной деятельности. Если мы хотим выжить, то в первую очередь мы должны позаботится об окружающем нас мире, а сделать это мы можем лишь сообща. И первыми шагами в этом направлении и является деятельность различных международных природоохранных организаций.