Белов С.В. (ред.) Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

Раздел I

УЧЕНИЕ О БЕЗОПАСНОСТИ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Глава 1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЧЕНИЯ

1.1. ПРИНЦИПЫ, ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ НАУКИ О БЖД

Формирование знаний, умений и навыков в человекозащитной

сфере началось давно и непрерывно происходит в настоящее время.

Однако поиски решений проводились в основном в практической

плоскости и выражались в форме законов, постановлений, инструк-

ций и других рекомендаций по защите от опасностей.

В последние годы специалистам и передовой общественности

стало очевидно, что человекозащитную деятельность необходимо

вести не только практически, но и на научной основе, создав прежде

всего теоретические предпосылки к формированию новой области

знания, которую сегодня определяют как «безопасность жизнедея-

тельности человека в техносфере».

При создании любой новой области знания краеугольным шагом

является формирование принципов, понятий и терминов, описы-

вающих научную область.

По современным представлениям, научные знания в БЖД опира-

ются на следующие основные принципы:

I — принцип антропоцентризма: «Человек есть высшая ценность,

сохранение и продление жизни которого является целью его сущест-

вования».

Реализация этого принципа в БЖД означает приоритетную дея-

тельность, направленную на сохранение здоровья и жизни человека

при воздействии на него внешних причин. К ней относят такие на-

правления исследований, как идентификацию опасностей и зон их

действия, разработку и применение человекозащитных средств, кон-

троль их состояния и т. п.

В то же время такие важные направления исследований и практи-

ческие разработки, как средства и методы защиты окружающей при-

родной среды, достижение высокой надежности технических систем

и т. п. по отношению к науке о БЖД имеют прикладное значение.

Они используются лишь при установлении для технических объектов

таких показателей, как допустимые отходы, допустимый техноген-

ный риск.

II — принцип существования внешних воздействий на человека: «Че-

ловеческий организм всегда может подвергнуться внешнему воздей-

ствию со стороны какого-либо негативного фактора».

Из вышесказанного следует (см. введение), что на человека по-

стоянно воздействуют внешние, различные по уровням потоки ве-

ществ, энергий и информаций. Вполне вероятно, что некоторые по-

токи будут способны причинять человеку ущерб здоровью или угро-

жать гибелью;

III — принцип возможности создания для человека безопасной среды

обитания: «Создание комфортной и травмобезопасной для человека

среды обитания принципиально возможно и достижимо при соблюде-

нии в ней предельно допустимых уровней воздействия на человека».

Этот принцип указывает на возможность достижения качествен-

ной среды пребывания человека в техносфере и определяет пути ее

достижения, основанные на соблюдении нормативных требований

по допустимым внешним воздействиям на человека.

IV — принцип выбора путей реализации безопасного взаимодействия

человека со средой обитания: «Безопасное взаимодействие человека со

средой обитания достигается его адаптацией к опасностям, снижени-

ем их значимости и применением человеком защитных мер».

Содержание этого принципа очевидно, отметим лишь то, что все

эти меры достижения безопасного взаимодействия человека со сре-

дой обитания могут быть использованы одновременно либо в ка-

ком-то сочетании. Например, практически всегда для достижения

цели используют решения, направленные как на совершенствование

источника опасности с целью достижения его негативного влияния,

так и на применение комплекса защитных мер в зоне пребывания че-

ловека.

V — принцип отрицания абсолютной безопасности: «Абсолютная

безопасность человека в среде обитания недостижима».

Этот принцип справедлив, поскольку, во-первых, на Земле всегда

существуют естественные опасности, во-вторых, неизбежны антро-

погенные опасности и, в-третьих, практически неустранимы полно-

стью и технические опасности. Во второй половине XX столетия

в СССР среди значительной части ученых и практиков в области без-

опасности труда и промышленной безопасности стал часто встре-

чаться лозунг: «От техники безопасности к безопасной технике», суть

которого сводит решение всех проблем безопасности труда к созда-

нию абсолютно надежной техники и технологий.

Неправомерность такого подхода очевидна, поскольку:

— абсолютно безопасной техники не существует. Любая техни-

ческая система обладает определенной надежностью и ее безопас-

ность оценивается показателями технического риска;

— в работе большинства технических систем принимает участие

оператор, обладающий способностью принимать иногда ошибочные

решения;

—- на любой технический объект всегда оказывается внешнее

воздействие, способное в отдельных случаях нарушить его работу.

Таким образом, и техногенный риск полностью устранить нельзя,

его можно лишь минимизировать. Антропогенные опасности также

можно лишь минимизировать. По мнению С.К. Шойгу (АиФ, 2005,

№ 51, с. 6), «...более 50 % техногенных аварий происходит по причине

так называемого человеческого фактора. В авиации — вообще 80 %

и лишь 20 % — это отказ техники, некачественное топливо и метеоус-

ловия».

VI — принцип науки о БЖД, во многом соответствующий принципу

Ле-Шателье: «Эволюция любой системы идет в направлении сниже-

ния потенциальной опасности», гласит: «Рост знаний человека, со-

вершенствование техники и технологии, применение защиты, ослаб-

ление социальной напряженности в будущем неизбежно приведут

к повышению защищенности человека от опасностей».

Данный принцип указывает на позитивный вектор движения об-

щества к решению проблем удовлетворения потребностей человека

в его безопасности. Этот путь многовариантен и основан прежде все-

го на росте культуры общества в вопросах безопасности жизнедея-

тельности человека.

В современной науке о БЖД используют ряд установившихся по-

нятий, прежде всего понятие системы «человек — среда обитания», ко-

торое составляет основу научного знания, именуемого «экологией».

В БЖД оно также широко используется для описания процессов не-

гативного взаимодействия человека (коллектива людей, населения

города, региона, страны, планеты Земля, далее «человека») с окру-

жающей его средой обитания.

В современном мире для человека характерны два полярных вида

среды обитания — природная (биосфера) и техносфера (производст-

венная, селитебная и бытовая). Для описания БЖД человека в техно-

сфере характерен второй вид среды обитания.

Отличительной особенностью рассмотрения системы «челове-

ка — среда обитания» является реализация I принципа БЖД — прин-

ципа антропоцентризма.

Белов 33

Понятие об основах взаимодействия в системе «человек — среда

обитания»: «Взаимодействие человека со средой его обитания непрерыв-

но по времени и основано на существовании потоков веществ, энергии

и информации между элементами системы. Действующие потоки по

отношению к каждому элементу системы являются внешними и могут

восприниматься как комфортные, допустимые, опасные и чрезвычайна

опасные».

Комфортные и допустимые потоки не оказывают негативного

влияния на здоровье человека, а опасные и чрезвычайно опасные уг-

рожают человеку потерей здоровья или летальным исходом.

Понятие «опасность» — свойство человека и компонент окружаю-

щей среды, способное причинять ущерб живой и неживой материи.

Опасности возникают при достижении внешними потоками вещест-

ва, энергии и/или информации значений, превышающих способ-

ность к их восприятию любым элементом системы «человек — среда

обитания» без нарушения своей функциональной целостности, т. е.

без причинения ущерба.

Применительно к БЖД термин «опасность» можно сформулиро-

вать таким образом: «Опасность — негативное свойство среды обита-

ния, приводящее человека к потере здоровья или к гибели».

В определении понятия «опасность» формально отсутствует ука-

зание на необходимость совпадения координат и времени передачи

опасных потоков от источника к объекту защиты. Но этого и не тре-

буется, так как опасен весь материальный мир, окружающий челове-

ка, сообщества людей и т. п. Иными словами, вероятность проявле-

ния опасности по отношению к другим материальным объектам су-

ществует всегда и везде.

Понятие «поле опасностей» — совокупность опасностей в про-

странстве около объекта защиты. В среде обитания человека всегда

существует поле опасностей. Поле опасностей в окружающей челове-

ка среде состоит из опасностей 1,2,3-го и т. д. кругов. Опасности 1 -го

круга угрожают непосредственно человеку (см. I принцип теории

БЖД), опасности 2-го круга влияют в основном на опасности 1-го

круга и т. д.

Понятие «источник опасности» — это компоненты биосферы

и техносферы, космическое пространство, социальные и иные структу-

ры, излучающие опасность. Для каждого источника опасности харак-

терно наличие уровня, зоны и продолжительности действия опасно-

сти. Для описания источника опасности с позиций его негативного

влияния на человека и среду обитания используют величину матери-

альных отходов (выбросов, сбросов и отбросов), интенсивность энер-

гетических излучений, отходящих от источника в зону пребывания

человека в биосферу и его техногенный риск.

Понятие «защита от опасностей» — способы и методы снижения

уровня и продолжительности действия опасностей на человека в среде

обитания. Принципиально защиту от опасностей реализуют сниже-

нием негативного влияния источников опасности (сокращением зна-

чения техногенного риска и размеров опасных зон), выведением че-

ловека из опасной зоны; применением экобиозащитной техники

и средств индивидуальной защиты.

Понятие «безопасность объекта защиты» — состояние объекта за-

щиты, при котором воздействие на него потоков вещества, энергии

и информации из окружающей среды не превышает максимально допус-

тимых значений.

Понятие «средняя продолжительность жизни» (СПЖ) — показа-

тель уровня здоровья и безопасности жизни человека в среде обитания.

СПЖ является интегральным параметром оценки взаимодействия

человека с реальной средой обитания. На его значение существенно

влияют многие факторы и прежде всего экономические показатели,

уровни медицинского обслуживания и внешних факторов. СПЖ ис-

пользуют для оценки негативного влияния состояния среды обита-

ния в отдельных государствах, городах, производствах в сравнении

с лучшими достигнутыми показателями продолжительности жизни.

В настоящее время наивысшие показатели продолжительности жиз-

ни в Японии.

Понятие «условие реализации опасности» — реализация опасности

возможна, если источник опасностей и объект защиты по координатам

пребывания совпадают в пространстве и во времени.

Ряд понятий, такие как «жизнедеятельность», «среда обитания»,

«техносфера», «безопасность жизнедеятельности» рассмотрены во

введении к учебнику. Иные понятия, а также термины БЖД, при-

званные раскрыть содержание рассмотренных выше понятий, даны

в гл. 1 при их непосредственном использовании в тесте и приведены

в приложении.

1.2. ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА

СО СРЕДОЙ ОБИТАНИЯ

Взаимодействие человека со средой обитания, как было показано

во введении, основано на передаче между элементами системы пото-

ков масс веществ и их соединений, энергий всех видов и информации.

Человеку эти потоки необходимы для удовлетворения своих по-

требностей в пище, воде, воздухе, солнечной энергии, информации

°б окружающей среде и для выделения в жизненное пространство по-

токов механической и интеллектуальной энергии, потоков масс

в виде отходов биологического процесса, потоков тепловой энергии

и др.

Обмен потоками вещества и энергии характерен и для процессов,

происходящих без участия человека. Естественная среда обеспечива-

ет поступление на нашу планету потоков солнечной энергии, что соз-

дает, в свою очередь, потоки растительной и животной массы в био-

сфере, потоки абиотических веществ (воздух, вода и др.), потоки

энергии различных видов, в том числе и при стихийных явлениях.

Для техносферы характерны потоки всех видов сырья и энергии,

многообразие потоков продукции; потоки отходов (выбросы в атмо-

сферу, сбросы в водоемы, жидкие и твердые отбросы, различные

энергетические воздействия). Отходы возникают в соответствии с За-

коном о неустранимости отходов и побочных воздействий производств:

«В любом хозяйственном цикле образуются отходы и побочные эффек-

ты, они неустранимы и могут быть переведены из одной физико-хими-

ческой формы в другую или перемещены в пространстве». Техносфера

способна также создавать спонтанно значительные потоки масс

и энергий при взрывах и пожарах, при разрушении строительных

конструкций, авариях на транспорте и т. п.

Социальная среда потребляет и генерирует все виды потоков, ха-

рактерные для человека как личности; кроме того, социум создает

информационные потоки при передаче знаний, управлении общест-

вом, сотрудничестве с другими общественными формациями. Соци-

альная среда создает потоки всех видов, направленные на преобразо-

вание естественного и техногенного миров, формирует негативные

явления в обществе, связанные с курением, потреблением алкоголя,

наркотиков и т. п.

Характерные потоки масс, энергий и информации жизненного

пространства следующие:

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 биогеоце-

нозах;

— потоки, связанные с атмосферными, гидросферными и лито-

сферными явлениями, в том числе и со стихийными;

— другие.

Потоки в техносфере:

— потоки сырья, энергии;

— потоки продукции отраслей экономики;

— отходы экономики;

— информационные;

—- транспортные;

— световые (искусственное освещение);

—- потоки при техногенных авариях;

— другие.

Потоки в социальной среде:

—• информационные (обучение, государственное управление,

международное сотрудничество и т. п.);

—- людские (демографический взрыв, урбанизация населения);

— потоки наркотических средств, алкоголя и др.;

— другие.

Потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизне-

деятельности:

— потоки кислорода, воды, пищи и иных веществ (алкоголь, та-

бак, наркотики и т. п.);

— потоки энергии (механической, тепловой, солнечной и др.);

— информации;

— потоки отходов процесса жизнедеятельности;

— другие.

1.3. ПАРАМЕТРЫ И ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОТОКОВ

НА ЧЕЛОВЕКА

В любой точке жизненного пространства с координатами х, у,

z массовые, энергетические и информационные потоки могут оказы-

вать воздействие Е. Это воздействие на объект (человек и др.) опреде-

ляется его интенсивностью /и длительностью экспозиции т, т. е.

Е(х, у, z)=Al т). (Ы)

Интенсивность потоков определяют по формулам:

— для потоков вещества /

= G/(Ft), г/(м

с);

— для потоков энергии /

= Q/(Fx), Дж/(м

• с) или Вт/м

;

— для потоков информации /

= И/т, бит/с,

где G— масса вещества, г; F— площадь поперечного сечения потока,

м ; Q — количество энергии в потоке, Дж; И— количество информа-

ции в двоичных знаках.

Потоки энергии и информации воздействуют на человека непо-

средственно, поэтому их влияние оценивают величинами /

и /

, а по-

токи веществ практически всегда воздействуют на человека через из-

менение концентрации этих веществ в жизненном пространстве.

В этом случае допустимое количество /-го вещества G

которое мож-

1 — зона оптимума (комфорта); 2 — зона

допустимой жизнедеятельности; 3 — зона

угнетения; 4 — зона гибели; 5 — зона жиз-

ни

Рис. 1.1. Зависимость жизненного

потенциала от интенсивности фак-

тора воздействия:

Интенсивность фактора воздействия

но ввести в объем ^помещения из условия отсутствия в нем недопус-

тимого загрязнения /-м веществом, определяют по формуле

где ПДК, — предельно допустимая концентрация /-го вещества в по-

мещении; С

ф/

— фоновое (начальное) загрязнение помещения /-м ве-

ществом.

Американский зоолог В. Шелфорд в начале XX в. сформулировал

закон толерантности: «Лимитирующим фактором процветания по-

пуляции (организма) может быть как минимум, так и максимум эко-

логического воздействия, а диапазон между ними определяет величи-

ну выносливости (предел толерантности) организма к заданному

фактору» (рис. 1.1).

Толерантность — способность организма переносить неблаго-

приятное влияние того или иного фактора среды.

Зона оптимума с точкой комфорта (точка максимума — жизнен-

ного потенциала) и зоны допустимых значений фактора воздействия

являются областью нормальной жизнедеятельности, а зоны с боль-

шими отклонениями фактора от оптимума — зонами угнетения. Пре-

делы толерантности по фактору воздействия совпадают со значения-

ми минимума и максимума фактора, за пределами которых существо-

вание организма невозможно (это — зона гибели).

Проиллюстрируем сказанное.

Пример 1. В естественных условиях на поверхности Земли темпе-

ратура атмосферного воздуха изменяется от — 88 до + 60 °С, в то время

как температура внутренних органов человека за счет терморегуля-

ции его организма сохраняется комфортной, близкой к 37 °С. При

выполнении тяжелых работ и высокой температуре окружающего

воздуха температура тела может повышаться на 1...2 °С. Наивысшая

(^(ПДК; - С

ф1

)К

(1.2)

рис. 1.2. Зависимость жизненно-

го потенциала человека от тем-

пературы окружающего воздуха

при длительном выполнении

легких работ:

1 1

J — зона комфорта, /

окр

= 21 - 23°С; II —

зона допустимых температур, /

окр

> 17 и

t <26 °С; III — опасная зона, t „ от 26

окр

ок

до 40 °С, f

olcp

< 17 С; /К— зона чрезвы-

чайной опасности, t

OKp

> 40°Си/

окр

< 0°С

Я 50

/ — граница зоны комфортности; 2— 20 О 20 40 °г

граница допустимой зоны W'

температура внутренних органов, которую выдерживает человек, —

+ 43 °С, минимальная — + 24 °С.

Температура воздуха в рабочих и жилых помещениях, на улицах

и в природных условиях существенно влияет на состояние организма

человека, изменяя его жизненный потенциал. При низких температу-

рах нам холодно, при высоких — жарко. При температуре воздуха бо-

лее 30 °С работоспособность человека значительно падает.

Установлено, что у человека существует зависимость комфортных

температур окружающей среды от категории тяжести выполняемых

работ (легкая, средняя, тяжелая), от периода года и некоторых других

параметров микроклимата. Так, для человека, выполняющего легкую

работу, комфортная температура (зона /, рис. 1.2) летом составляет

23...25 °С, зимой — 22...- 24 °С; для человека, занимающегося тяже-

лым физическим трудом, летом — 18...- 20 С, зимой — 6...— 18 °С. На

рис. 1.2 показана зависимость жизненного потенциала человека от

изменения температуры окружающего его воздуха при длительном

выполнении легких работ.

Отклонения температуры среды от комфортных значений на

2...5 °С (зона II) считаются допустимыми, поскольку не оказывают

влияния на здоровье человека, а лишь уменьшают производитель-

ность его деятельности.

Дальнейшие отклонения температуры окружающего воздуха от

допустимых значений (зона III) сопровождаются тяжелыми воздей-

ствиями на организм человека и ухудшением его здоровья (наруше-

ние дыхания, сердечной деятельности и др.).

При еще больших отклонениях температуры окружающего возду-

ха от допустимых значений (зона ГУ) возможен перегрев (гипертер-

мия) или переохлаждение (гипотермия) организма человека, а также

получение им тепловых или холодовых травм.

Необходимо отметить, что классическая кривая Шелфорда имеет

отношение только к природным факторам воздействия (например,

Ш 1 7

Рис. 1.3. Зависимость жизненного

потенциала человека от воздейст-

вия на него акустических колеба-

ний:

I— зона комфорта; II — зона допустимых

воздействий; III— опасная зона; IV—

зона чрезвычайной опасности

_i ! I L-Ы- •

20 40 60 80 100 120 140 160 X, дБА

температура окружающей среды). Факторы, полностью чуждые орга-

низму, могут иметь зону комфортности вблизи нуля интенсивности

и только один максимальный предел воздействия. Это хорошо иллю-

стрирует процесс влияния акустических колебаний на организм че-

ловека.

Пример 2. Интенсивность акустических колебаний I в атмосфер-

ном воздухе (интенсивность звука) зависит от мощности Р, Вт, источ-

ника звука, расстояния R от источника до объекта воздействия (чело-

века) и свойств среды (воздуха), в которой эти колебания распростра-

няются. В этом случае 1= (Р • Ф)/(пВ

• К), Вт/м

, где Ф — фактор на-

правленности излучения звука; К — коэффициент, учитывающий

уменьшение интенсивности звука на пути его распространения за

счет затухания в воздухе и на различных препятствиях: в воздухе К = 1

при расстояниях до 50 м и при отсутствии препятствий.

Уровень звука обычно выражают в дБА и определяют по формуле

L = 10 lg ///о, где /

= 10~

, Вт/м

Реальные уровни звука в местах возможного пребывания человека

могут изменяться в весьма широких пределах от 0 до 160 дБА и сопро-

вождаются широкой гаммой ответных реакций организма человека

(рис. 1.3).

При уровнях звука до 20 дБА человек чувствует себя комфортно

(точка 7), не реагируя негативно на наличие звуков в окружающей его

среде; уровни звука до 50 дБА (точка 2) не влияют на здоровье челове-

ка, занимающегося интеллектуальной деятельностью, а у людей, свя-

занных с физическим трудом, верхняя граница может быть расшире-

на до 80...85 дБА (точки 2'). Эти значения уровня звука (точка 2и 2')

соответствуют предельно допустимым условиям воздействия звука на

человека в процессе его деятельности.

Дальнейший рост уровня звука свыше 85 дБ А при длительных его

экспозициях (до нескольких лет) может приводить к тугоухости,

а при уровнях звука 140 дБ А (точка 3) и выше возможно травмирова-