Белов С.В. (ред.) Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

БЕЗОПАСНОСТЬ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Под общей редакцией

д-ра техн. паук, проф. С.В. Белова

Издание седьмое, стереотипное

Рекомендовано

Министерством образования и науки

Российской Федерации в качестве учебника для студентов

высших учебных заведений

Москва «Высшая школа»

2007

УДК 614.8.084

ББК 68.9

Б39

Авторы: С.В. Белов, В.А. Девисилов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков,

JI.JL Морозова, Г.П. Павлихин, И.В. Переездчиков,

В.П. Сивков, С.Г. Смирнов

Рецензенты: кафедра «Промышленная безопасность и охрана ок-

ружающей среды» Российского государственного университета нефти и газа

им. И.М. Губкина (зав. кафедрой проф. Б.Е. Прусенко); д-р техн. наук, проф.

JI.C. Стрижко (Московский государственный институт стали и сплавов)

Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов/

Б39 С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред.

С.В.Белова. 7-е изд., стер.— М.: Высш.шк.,2007.—616е.:ил.

ISBN 978-5-06-004171-2

В учебнике даны научно-практические знания в области безопасности жиз-

недеятельности человека в техносфере. Основное внимание уделено оценке

влияния опасностей на человека, методам идентификации опасностей техно-

сферы, средствам и способам создания малоопасных технических средств и тех-

нологий, а также выбору и применению защитных средств в опасных и чрезвы-

чайно опасных условиях жизнедеятельности.

Для студентов всех специальностей и направлений подготовки бакалавров выс-

ших учебных заведений.

УДК 614.8.084

ББК 68.9

Учебное издание

Белов Сергей Викторович, Девисилов Владимир Аркадьевич, Ильницкая Александра Васильевна,

Козьяков Анатолий Федорович, Морозова Людмила Львовна, Павлихин Геннадий Петрович,

Переездчиков Игорь Васильевич, Сивков Валерий Петрович, Смирнов Сергей Георгиевич ^

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Редактор Л. И. Захватова. Технический редактор М.М. Яровицкая. Корректоры Т.А. Вавилова, Г.И. Петрова.

Компьютерная верстка С.Н. Луговая. Оператор М.Н. Паскарь

Лицензия ИД № 06236 от 09.11.01.

Изд. № РЕНТ-304. Подп. в печать 20.11.06. Формат 60х88'/

. Бум. газетн. Гарнитура «Тайме».

Печать офсетная. Объем 37,73 усл. печ. л. 37,99 усл. кр.-отт. Тираж 3000 экз. Заказ № 15920 (к).

ФГУП «Издательство «Высшая школа», 127994, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., 29/14.

Тел.: (495) 694-04-56. http://www.vshkola.ru E-mail: info_vshkola@mail.ru

Отдел реализации: (495) 694-07-69, 200-31-47, факс: (495) 694-34-86. E-mail: sales_vshkola@mail.ru

Отпечатано в ОАО «Смоленский полиграфический комбинат» 214020, г. Смоленск, ул. Смольянинова, 1.

ISBN 978-5-06-004171-2 © ФГУП «Издательство «Высшая школа», 2007

Оригинал-макет данного издания является собственностью издательства «Выс-

шая школа», и его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без разре-

шения издательства запрещается.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В учебнике обобщены научные и практические достижения в но-

вой области знаний — безопасности жизнедеятельности. Он подго-

товлен в соответствии с примерной программой дисциплины «Безо-

пасность жизнедеятельности» (БЖД) для всех специальностей и на-

правлений бакалавриата высшего профессионального образования,

утвержденной Министерством образования Российской Федерации

в декабре 2000 г. Основа программы разработана кафедрой «Эколо-

гия и промышленная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана еще

в 1989 г.

Авторы учебника имеют опыт чтения лекций по дисциплине БЖД

на факультетах машиностроительного и приборостроительного про-

филя, а также опыт написания конспекта лекций «Безопасность жиз-

недеятельности», изданного в двух частях в 1992—1993 гг. Всесоюз-

ной ассоциацией специалистов по охране труда (ВАСОТ) и предна-

значенного для преподавателей технических вузов.

Изучаемая в настоящее время в высших и средних специальных

учебных заведениях и средней школе дисциплина «Безопасность

жизнедеятельности» призвана интегрировать на общей методиче-

ской основе в единой комплекс знания, необходимые для обеспече-

ния комфортного состояния и травмобезопасности человека во взаи-

модействии со средой обитания и прежде всего с техносферой.

Суть учения о безопасности жизнедеятельности человека в техно-

сфере обусловлена наличием непрерывного воздействия на человека

внешних массовых, энергетических и информационных потоков,

часть из которых может иметь уровни, превышающие допустимое

воздействие на него. Такие потоки оказывают опасное воздействие на

человека и образуют в техносфере ноксосферные (опасные) зоны.

Формирование техносферы высокого (допустимого) качества по

отношению к человеку возможно на основе превентивного анализа

опасностей и устранения ноксосферных зон в техносфере за счет ог-

раничения потоков от источников опасностей и применения средств

защиты на стадиях проектирования и использования техносферы.

Для решения этих человекозащитных задач каждый специалист

Должен знать не только круг реальных опасностей окружающего нас

ира, но и средства защиты от них. Ему необходимы также знания

в области анатомо-физиологических свойств человека и его реакциях

на воздействие негативных факторов; комплексного представления

об источниках опасностей; количестве и значимости травмирующих

и вредных факторов среды обитания; принципов и методов качест-

венного и количественного анализа опасностей. Все это позволяет

сформулировать общую стратегию и принципы обеспечения без-

опасности жизнедеятельности; подойти к разработке и применению

средств защиты в негативных ситуациях с общих позиций.

Учебник создан преподавателями кафедры «Экология и промыш-

ленная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Введение, гл. 1, 2

(кроме п. 2.3), 3, п.п. 6; 2; 7, гл. 7, 8, п. 10.1, гл. 12, 13,17,18, заключе-

ние и приложение написаны С.В. Беловым; гл. 4,5 и 9, п. 14.4 и 14.5 —

В.П. Сивковым; гл. 6 (кроме п.п. 6.2.7) совместно JI.JI. Морозовой

и А.В. Ильницкой; п. 2.3, 14.1—14.3 и 14.6 — JI.JI. Морозовой;

п. 10.2 — Г.П. Павлихиным; п. 10.3 — С.Г. Смирновым; п.п. 10.2.3,

гл. 16 — В.А. Девисиловым; п. 11.1 и 11.3 — И.В. Переездчиковым;

п. 11.2, гл. 15 — А.Ф. Козьяковым.

Авторы будут благодарны всем, кто сочтет целесообразным вы-

сказать по содержанию учебника замечания и положения, которые

следует направлять по адресу: 127994, г. Москва ГСП-4, Неглинная ул.,

д. 29/14, изд-во «Высшая школа».

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ

УЧЕНИЯ О БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ЧЕЛОВЕКА В ТЕХНОСФЕРЕ (БЖД)

В.1. ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ

Человек от рождения имеет неотъемлемые права на жизнь, свобо-

ду и стремление к счастью. Свои права на жизнь, отдых, охрану здоро-

вья, благоприятную окружающую среду, труд в условиях, отвечаю-

щих требованиям безопасности и гигиены, он реализует в процессе

жизнедеятельности. Они гарантированы Конституцией Российской

Федерации.

Известно, что «жизнь — форма существования материи». Это по-

зволяет утверждать, что человек существует в процессе жизнедея-

тельности, состоящем из его непрерывного взаимодействия со средой

обитания в целях удовлетворения своих потребностей. Понятие «жиз-

недеятельность» шире понятия «деятельность», поскольку включает

в рассмотрение не только трудовой процесс человека, но и условия

его отдыха, быта и миграции в окружающей среде.

Основным принципом существования и развития всего живого

является принцип обязательности внешнего воздействия: «Живое тело

развивается и существует лишь при наличии внешних воздействий на

него». Саморазвитие живого тела невозможно.

Реализация этого принципа в природе достигается взаимодействием

живого тела с окружающей его природной средой, а в иных условиях —

взаимодействием всего живого с окружающей его средой обитания.

Среда обитания — окружающая среда, обусловленная совокупно-

стью факторов (физических, химических, биологических, информацион-

ных, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедлен-

ное или отдаленное воздействие на жизнедеятельность человека, его

здоровье и потомство.

В соответствии с законом сохранения жизни Ю.Н. Куражсковского

[1, 11]: «Жизнь может существовать только в процессе движения че-

рез живое тело потоков вещества, энергии, информации». Это позво-

ляет утверждать, что при жизни человек связан с внешним миром

(средой обитания) потоками вещества, энергии и информации, по-

глощая (или излучая) их.

Непрерывное взаимодействие человека с окружающей его средой

свидетельствует о том, что человек и среда обитания образуют посто-

янно действующую систему «человек — среда обитания» и что имен-

но в процессе этого взаимодействия человек реализует свои физиоло-

гические и социальные потребности.

В современном мире для человека характерны два полярных вида

среды обитания: природная — обитание в биосфере и техногенная —

обитание в условиях производства, города, быта.

Биосфера — область распространения жизни на Земле, включающая

нижний слой атмосферы, гидросферы и верхний слой литосферы, не ис-

пытавших техногенного воздействия.

Биосфера Земли всегда являлась и является защитным экраном от

космического воздействия, под которым зародилась жизнь и сфор-

мировался человек. Но она обладала и сейчас обладает рядом естест-

венных факторов, негативно влияющих на человека (высокая и низ-

кая температура воздуха, атмосферные осадки и т. п.). Поэтому для

защиты от неблагоприятных воздействий биосферы и достижения

рада иных целей человек был вынужден создать техносферу.

Отметим, что естественная природная среда обитания самодоста-

точна и может существовать и развиваться без участия человека, а все

иные среды обитания, созданные человеком, самостоятельно разви-

ваться не могут и без участия человека обречены на старение и разру-

шение.

Современную структуру Вселенной можно представить в виде че-

тырех взаимодействующих систем, схематически показанных на рис.

В.1.

В.2. ЭВОЛЮЦИЯ СИСТЕМЫ «ЧЕЛОВЕК - СРЕДА ОБИТАНИЯ».

ПЕРЕХОД К ТЕХНОСФЕРЕ

На всех этапах своего развития человек и общество непрерывно

воздействовали на среду обитания. И если на протяжении многих ве-

ков это воздействие на биосферу было незначительным, то начиная

с середины XIX в. преобразующая роль человека в развитии среды

обитания стала существенно возрастать.

Рис. В.1. Современная схема взаимодействия человека

со средой обитания

В XX в. на Земле возникли зоны повышенного антропогенного

и техногенного влияния на природную среду, что привело к частич-

ной, а в ряде случаев и к полной ее региональной деградации. Этим

изменениям во многом способствовали следующие эволюционные

процессы:

— рост численности населения на Земле (демографический

взрыв) и его урбанизация;

— рост потребления и концентрации энергетических ресурсов;

— интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйствен-

ного производства;

— массовое использование средств транспорта;

— рост затрат на военные цели и ряд других процессов.

Демографический взрыв. Достижения в медицине, повышение

комфортности деятельности и быта, интенсификация и рост продук-

тивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению

продолжительности жизни человека и, как следствие, росту населе-

ния Земли. Одновременно с увеличением продолжительности жизни

в ряде регионов мира рождаемость продолжала оставаться на высо-

ком уровне, составляя 40 чел./год и более. Высокий уровень прироста

населения характерен для стран Африки, Центральной Америки,

Ближнего и Среднего Востока, Юго-Восточной Азии, Индии, Китая.

Рис. В.2. Рост численности населения Земли:

I — рост численности до 28—30 млрд чел. к 2070—2100 гг.; II — стабилизация численности на уров-

не 10 млрд чел.

Годы 1840 1930 1962 1975 1987 1999 2006

Численность населения, млрд чел. ... 1 2 3 4 5 6 6,5

Период прироста, лет/1 млрд чел. ... 500 000 90 32 13 12 12 >6

Статистические данные о численности населения Земли и тенденции

его изменения показаны на рис. В.2.

Существует несколько прогнозов дальнейшего изменения чис-

ленности населения Земли (см. рис. В.2). По /варианту (неустой-

чивое развитие) к концу XXI в. возможен рост численности до

28—30 млрд чел. В этих условиях Земля уже не сможет (при современ-

ном состоянии технологий) обеспечивать население достаточным

питанием и предметами первой необходимости. С определенного пе-

риода начнутся голод, массовые заболевания, деградация среды оби-

тания и, как следствие, резкое уменьшение численности населения

и разрушение человеческого сообщества.

По //варианту (устойчивое развитие) численность населения не-

обходимо стабилизировать на уровне 10 млрд чел., что при сущест-

вующем уровне развития технологий жизнеобеспечения будет соот-

ветствовать удовлетворению жизненных потребностей человека

и нормальному развитию общества.

Урбанизация. Одновременно с демографическим взрывом идет

процесс урбанизации населения планеты. Этот процесс имеет во

многом объективный характер, так как способствует повышению

производительной деятельности во многих сферах, одновременно ре-

шает социальные и культурно-просветительные проблемы общества.

В период 1950—1990 гг. в городах мира проживало:

Годы 1950 1970 1990

Городское население Земли, % 29 37 42

Городское население России, % 48 63 75

К 1990 г. в США урбанизировано 70 % населения, в Российской

Федерации к 1995 г. — 76 %.

Интенсивно растут крупные города: в 1959 г. в СССР было только

три города-миллионера, а в 1984 г. — 22. В обозримом будущем в мире

появятся мегаполисы с численностью населения 25—30 млн чел. Де-

сятка мировых урбанистических лидеров выглядит сегодня следую-

щим образом:

Город, страна Данные на 2000 г., Прогноз на 2015 г.,

млн чел.

Токио (Япония) . . .

Нью-Йорк (США) . .

Сан-Паулу (Бразилия)

Мехико (Мексика). .

Шанхай (Китай) . . .

18,3

14,7*

26,5

16,8

23,4

21,2

27,2

17,6

18,8

Город, страна Данные на 2000 г., Прогноз на 2015 г.,

млн чел.

Бомбей (Индия) . . .

Лос-Анджелес (США)

Пекин (Китай) ....

Калькутта (Индия). .

Сеул (Южная Корея)

16,5

12,2

12,0*

11,5*

27,4

14.3

19.4

17,6

13,1

*Данные 1994 г.

По итогам всероссийской переписи 2002 г., население г. Москвы

составляет около 10 млн чел.

Урбанизация непрерывно ухудшает условия жизни в регионах,

неизбежно уничтожает в них природную среду. Для крупных городов

и промышленных центров характерен высокий уровень загрязнения

компонент среды обитания. Так, атмосферный воздух городов содер-

жит значительно большие концентрации токсичных примесей по

сравнению с воздухом сельской местности (ориентировочно оксида

углерода — в 50, оксидов азота — в 150 и летучих углеводородов —

в 2000 раз).

Рост энергетики, промышленного и сельскохозяйственного произ-

водства, численности средств транспорта. Увеличение численности

населения Земли и военные нужды стимулируют рост промышленно-

го производства, числа средств транспорта, приводят к росту произ-

водства энергетических и потреблению сырьевых ресурсов. Потреб-

ление материальных и энергетических ресурсов имеет более высокие

темпы роста, чем прирост населения, так как постоянно увеличивает-

ся их среднее потребление на душу населения. О неограниченных

способностях к росту потребления свидетельствует использование

электроэнергии в США. По статистическим данным, в 1970 г. США

имели 7 % населения и 1 /3 мирового производства электроэнергии.

Огромны затраты на военные цели. После Второй мировой войны

на вооружение в мире израсходовано около 6 трлн дол. США. Военная

промышленность является одним из активных стимуляторов развития

техники и роста энергетического и промышленного производства:

Годы 1970 1980 1990 2000

Производство электроэнергии в мире, % к 1950 г. . . 173 234 318 413

Во второй половине XX в. каждые 12—15 лет удваивалось про-

мышленное производство ведущих стран мира, обеспечивая тем са-

мым удвоение выбросов загрязняющих веществ в биосферу. В СССР

в период с 1940 по 1980 г. возросло производство электроэнергии в 32

раза; стали — в 7,7; автомобилей — в 15 раз; увеличилась добыча угля

в 4,7, нефти — в 20 раз. Аналогичные или близкие к ним темпы роста

наблюдались во многих других отраслях народного хозяйства. Значи-

тельно более высокими темпами развивались химическая промыш-

ленность, объекты цветной металлургии, производство строительных

материалов и др. Постоянно увеличивался мировой автомобильный

парк: с 1960 по 1990 г. он возрос с 120 до 420 млн автомобилей.

В свою очередь, развитие промышленности и технических

средств сопровождалось не только увеличением выброса загрязняю-

щих веществ, но и вовлечением в производство все большего числа

химических элементов:

Годы

1869 1906 1917 1937 1985

Известно

62 84

104

Использовалось

52 64

Энергетические уровни техногенных воздействий существенно

возросли в XX столетии, когда человек получил в свое распоряжение

мощную технику (рис. В.З), огромные запасы углеводородного сы-

рья, химических и бактериологических веществ.

Вторая половина XX в. связана с интенсификацией сельскохо-

зяйственного производства. В целях повышения плодородия почв

и борьбы с вредителями в течение многих лет использовались искус-

ственные удобрения и различные токсиканты. При избыточном при-

менении азотных удобрений почва перенасыщается нитратами, а при

внесении фосфорных удобрений — фтором, редкоземельными эле-

ментами, стронцием. При использовании нетрадиционных удобре-

ний (отстойного ила и т. п.) почва перенасыщается соединениями тя-

желых металлов. Избыточное количество удобрений приводит к пе-

Энергия,кВт

Годы н. э.

Рис. В.З. Уровни энер-

гии, которыми владеет

человек:

1 — осел, бык; 2 — лошадь; 3 —

паровая машина (1770); 4 —

ДВС (200 МВт) (1900); 5- тур-

бины, ТЭС и т. п.; 6 — АЭС,

ракеты