 |
Опасность и безопасность, системы безопасности
|
|
|
|
Конспект лекций по дисциплине
«Безопасность жизнедеятельности (БЖД)»
М1:Тема: «Теоретические основы безопасности жизнедеятельности»
ЛЕКЦИЯ 1
Введение
Уровень безопасности жизнедеятельности человека в техносфере - важнейший критерий оценки качества жизни любого современного общества. Решение сложных проблем взаимоотношений в системе "человек-среда обитания" сопряжено со значительными капитальными вложениями, требует высокой культуры производства и потребления, активного участия всех членов общества. Целевой функцией процесса обучения в этой области является формирование у специалиста осознания главного принципа - приоритета безопасности при решении любых инженерных задач. Высокий профессионализм в этой сфере предусматривает глубокое освоение методов и средств анализа, проектирования, развития и управления эрготехническими системами как частными явлениями общей системы "человек-среда обитания".
Разнообразие, сложность, энерговооруженность, точность и новизна современных технологий определяют многофакторность проблем безопасности и значительную методологическую сложность их изучения. Методически обоснованный подход при этом опирается на такие важные концептуальные предпосылки, как:
- все проблемы возникают в системе "человек-среда обитания", поэтому для их понимания необходимо исследовать все звенья этой системы, предполагая, что каждое из них может оказаться источником опасности;
- последовательность решения проблем безопасности включает три группы задач: анализ, прогнозирование, моделирование источников опасностей; разработка методов и средств защиты; ликвидация последствий проявления опасностей;
|
|
|
- высокий уровень безопасности обеспечивается всем арсеналом методов и средств, включая технические, организационные, правовые и экономические.
1.1. Общие понятия о системе "человек-среда обитания"
Жизнь человека и его здоровье представляют собой высшие ценности цивилизованного общества. В процессе взаимодействия человека со средой обитания они могут подвергаться неблагоприятному воздействию множества факторов. Деятельность человека, как способ его существования, является предметом научной дисциплины "Безопасность жизнедеятельности" (БЖД), а такие понятия как среда обитания, техносфера, здоровье, опасность и безопасность составляют ее основу.
Среда обитания - окружающая человека среда, обусловленная совокупностью факторов (физических, химических, биологических, информационных, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на жизнедеятельность человека, его здоровье и потомство.
Человек и среда обитания непрерывно находятся во взаимодействии, образуя постоянно действующую систему «человек - среда обитания». В процессе эволюционного развития Мира составляющие этой системы непрерывно менялись. Совершенствовался человек, увеличивалась численность населения Земли и возрастал уровень его урбанизации, изменялись общественный уклад и социальная основа человеческого общества. Изменялась и среда обитания: расширялась территория освоенных человеком земель и ее недр, естественная природная среда испытывала всевозрастающее влияние человеческого сообщества; появились искусственно созданные человеком бытовая, городская и производственная среды.
Техносфера - регион биосферы, в прошлом преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств с целью наилучшего соответствия людским социально-экономическим потребностям.
|
|
|
Здоровье - одно из основных условий счастья человека. И по определению ВОЗ – это «свойство человека выполнять свои биосоциальные функции в изменяющейся среде, с перегрузками и без потерь, при условии отсутствия болезней и дефектов. Здоровье бывает физическим, психическим и нравственным». Подчеркнем, что здоровье физическое невозможно без здоровья нравственного.
В процессе жизнедеятельности человек непрерывно взаимодействует не только с естественной средой и техносферой, но и с людьми, образующими так называемую социальную среду. Она формируется и используется человеком для продолжения рода, обмена опытом и знаниями, для удовлетворения своих духовных потребностей и накопления интеллектуальных ценностей.
Рис. 1.1. Структурная схема взаимодействия человека современного индустриального общества с биосферой, техносферой и социальной средой:
1 - воздействие человека на среду обитания;
2 - воздействие биосферы на человека;
3 - воздействие техносферы на человека;
4 - воздействие социальной среды на человека
Структурная схема взаимодействия человека современного индустриального общества с компонентами среды обитания - биосферой, техносферой и социальной средой, показана на рис. 1.1.
В последнее столетие непрерывно развиваются техносфера и социальная среда, о чем свидетельствуют всевозрастающая доля преобразованных человеком территорий земной поверхности, демографический взрыв и урбанизация населения. Развитие техносферы происходит за счет преобразования природной среды.
В жизненном процессе взаимодействие человека со средой обитания и ее составляющих между собой основано на передаче между элементами системы потоков масс веществ и их соединений, энергий всех видов и информации. В соответствии с законом сохранения жизни Ю.Н. Куражковского [1]: «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации».
Человеку эти потоки необходимы для удовлетворения своих потребностей в пище, воде, воздухе, солнечной энергии, информации об окружающей среде и т. п. В то же время человек в жизненное пространство выделяет потоки механической и интеллектуальной энергии, потоки масс в виде отходов биологического процесса, потоки тепловой энергии и др.
|
|
|
Обмен потоками вещества и энергии характерен и для процессов, происходящих без участия человека. Естественная среда обеспечивает поступление на нашу планету потоков солнечной энергии, что создает, в свою очередь, потоки растительной и животной масс в биосфере, потоки абиотических веществ (воздух, вода и др.), потоки энергии различных видов, в том числе и при стихийных явлениях в естественной среде.
Для техносферы характерны потоки всех видов сырья и энергии, многообразие потоков продукции; потоки отходов (выбросы в атмосферу, сбросы в водоемы, жидкие и твердые отходы, различные энергетические воздействия). Последние возникают в соответствии с законом о неустранимости отходов и побочных воздействий производств [1]: «В любом хозяйственном цикле образуются отходы и побочные эффекты, они не устранимы и могут быть переведены из одной физико-химической 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, при авариях на транспорте и т. п.
Социальная среда потребляет и генерирует все виды потоков, характерные для человека как личности, кроме того, социум создает информационные потоки при передаче знаний, управлении обществом, сотрудничестве с другими общественными формациями. Социальная среда создает потоки всех видов, направленные на преобразование естественного и техногенного миров, формирует негативные явления в обществе, связанные с курением, потреблением алкоголя, наркотиков и т. п.
Потоки масс, энергий и информации, распределяясь в земном пространстве, образуют среду обитания для живой природы - человека, фауны и флоры. В общем виде воздействие потока на объект (человек и др.) в каждой точке пространства определяется его интенсивностью I и длительностью экспозиции τ, т. е.
где Е - фактор воздействия в точке пространства с координатами х, у, z.
|
|
|
Закон толерантности, сформулированный в начале XX века американским зоологом В. Шелфордом: «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» (рис. 1.2).
Толерантность - способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды.
Зона оптимума с точкой комфорта (точка максимума - жизненного потенциала) и зоны допустимых значений фактора воздействия являются областью нормальной жизнедеятельности, а зоны с большими отклонениями фактора от оптимума - зонами угнетения. Пределы толерантности по фактору воздействия совпадают со значениями минимума и максимума фактора, за пределами которых существование организма невозможно.
Рис. 1.2. Зависимость жизненного потенциала от интенсивности фактора воздействия:
1 - зона оптимума (комфорта); 2 - зона допустимой жизнедеятельности;
3 - зона угнетения; 4 - зона гибели
Известно, что внешние воздействия на организм вынуждают его в процессе эволюции вырабатывать защитные реакции. Согласно принципу эволюции защитных свойств всех материальных объектов в направлении создания механизмов компенсации внешнего воздействия, эволюция организма способствует его адаптации к изменяющимся внешним воздействиям.
Жизнь организмов (в т. ч. и человека) требует определенного сочетания условий обитания. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно лимитирует развитие организма. В соответствии с законом Либиха выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.
Разрушение организма возможно и под действием совокупности внешних факторов, т. е. при их сочетанном воздействии. Результат негативного влияния фактора воздействия потока на организм зависит от свойств и параметров потока, а также от свойств организма.
Гибель организма происходит при значениях фактора воздействия, лежащих вне зоны толерантности, ее можно рассматривать как процесс распада организма на простые подсистемы.
Из рассмотренного выше, следует, что, изменяя потоки в среде обитания, можно получить ряд характерных ситуаций взаимодействия в системе «человек - среда обитания», а именно:
- комфортное (оптимальное), когда 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, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Соблюдение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;
- опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к деградации природной среды;
- чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения 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.
Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным или негативным, характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий и информации.
Опасность и безопасность, системы безопасности
Негативный результат опасного и чрезвычайно опасного взаимодействия человека со средой обитания определяют опасности - негативные воздействия, внезапно возникающие, периодически или постоянно действующие в системе «человек - среда обитания».
Опасность - негативное свойство живой и неживой материи, способное причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям.
Различают опасности естественного, техногенного и антропогенного происхождения.
Естественные опасности обусловлены климатическими и природными явлениями. Они возникают при изменении погодных условий и естественной освещенности в биосфере, а также от стихийных явлений, происходящих в биосфере (наводнения, землетрясения и т.д.).
Негативное воздействие на человека и среду обитания, к сожалению, не ограничивается естественными опасностями. Человек, решая задачи достижения комфортного и материального обеспечения, непрерывно воздействует на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности (техническими средствами, выбросами различных производств и т. п.), генерируя в среде обитания техногенные и антропогенные опасности.
Техногенные опасности создают элементы техносферы - машины, сооружения, вещества и т. п., а антропогенные - возникают в результате ошибочных или несанкционированных действий человека или групп людей.
В настоящее время перечень техногенных, реально действующих опасностей значителен и включает более 100 видов. К распространенным, имеющим достаточно высокий уровень опасности, относятся производственные опасности: запыленность и загазованность воздуха, шум, вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения, повышенные или пониженные параметры атмосферного воздуха (температуры, влажности, подвижности воздуха, давления), недостаточное и неправильное освещение, монотонность деятельности, тяжелый физический труд и др., а к травмирующим (травмоопасным) относятся: электрический ток, падающие предметы, высота, движущиеся машины и механизмы, части разрушающихся конструкций и др.
Вредный фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию.
Травмирующий (травмоопасный) фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу.
В быту нас сопровождает также большая гамма негативных факторов: воздух, загрязненный продуктами сгорания природного газа, выбросами ТЭС, промышленных предприятий, автотранспорта и мусоросжигающих устройств; вода с избыточным содержанием вредных примесей; недоброкачественная пища; шум, инфразвук; вибрации; электромагнитные поля от бытовых приборов, телевизоров, дисплеев, ЛЭП, радиорелейных устройств; ионизирующие излучения (естественный фон, медицинские обследования, фон от строительных материалов, излучения приборов, предметов быта); медикаменты при избыточном и неправильном потреблении; табачный дым; бактерии, аллергены и др.
Разновидность опасностей, угрожающих личности, непрерывно увеличивается. В производственных, городских, бытовых условиях на человека воздействует одновременно, как правило, несколько негативных факторов. Комплекс негативных факторов, действующих в конкретный момент времени, зависит от текущего состояния системы «человек - среда обитания». На рис. 1.3 показана характерная суточная миграция городского жителя (сотрудника промышленного предприятия) в системе «человек - техносфера», где размер радиуса условно соответствует относительной доле негативных факторов антропогенного и техногенного происхождения в различных вариантах среды обитания.
Рис. 1.3. Зависимость уровня негативных факторов, действующих на человека, от его суточной миграции:
БС - бытовая среда; ГС - городская среда; ПС - производственная среда
Опасности по вероятности воздействия на человека и среду обитания разделяют на потенциальные, реальные и реализованные.
Потенциальная опасность представляет угрозу общего характера, не связанную с пространством и временем воздействия. Например, в выражениях «шум вреден для человека», «углеводородные топлива - пожаровзрывоопасны» говорится только о потенциальной опасности для человека шума и горючих веществ.
Наличие потенциальных опасностей находит свое отражение в утверждении [2], что жизнедеятельность человека потенциально опасна. Оно предопределяет, что все действия человека и все компоненты среды обитания, прежде всего технические средства и технологии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать травмирующие и вредные факторы. При этом любое новое позитивное действие человека или его результат неизбежно приводят к возникновению новых негативных факторов.
Реальная опасность всегда связана с конкретной угрозой воздействия на объект защиты (человека); она 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 исчезает из зоны пребывания человека, она становится по отношению к этому человеку источником потенциальной опасности.
Реальная опасность О может быть описана выражением (1.1) в виде 
при О > Е пду, где Е пду - предельно допустимый уровень фактора воздействия.
Реализованная опасность - факт воздействия реальной опасности на человека и/или среду обитания, приведший к потере здоровья или к летальному исходу человека, к материальным потерям. Если взрыв автоцистерны привел к ее разрушению, гибели людей и/или возгоранию строений, то это реализованная опасность.
Реализованные опасности принято разделять на происшествия, чрезвычайные происшествия (аварии, катастрофы и стихийные бедствия).
Происшествие - событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским, природным или материальные ресурсам.
Чрезвычайное происшествие (ЧП) - 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 - происшествие в технической системе, не сопровождающееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно.
Катастрофа - происшествие в технической системе, сопровождающееся гибелью или пропажей без вести людей.
Стихийное бедствие - происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, техносферы, к гибели или потере здоровья людей.
Чрезвычайная ситуация (ЧС) - состояние объекта, территории или акватории, как правило, после ЧП, при котором возникает угроза жизни и здоровья для группы людей, наносится материальный ущерб населению и экономике, деградирует природная среда.
Объекты защиты, как и источники опасностей, многообразны. Каждый компонент окружающей среды может быть объектом защиты от опасностей. В порядке приоритета к объектам защиты относятся: человек, сообщество, государство, природная среда (биосфера), техносфера и т. п.
Основное желаемое состояние объектов защиты - безопасное. Оно реализуется при полном отсутствии негативных воздействий опасностей. Состояние безопасности достигается также при условии, когда действующие на объект защиты опасности (потоки) снижены до предельно допустимых уровней воздействия.
Безопасность - состояние объекта защиты, при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и информации не превышает максимально допустимых значений
Термин «безопасность» имеет практическое значение лишь применительно к системе «объект защиты - источник опасности». Отсутствие объекта защиты и, тем более, источника опасности переводит разговор о безопасности в беспредметную область.
Термин «безопасность» широко используется в технике, социологии, в праве и т. п. Словосочетания «безопасность труда», «безопасность АЭС», «безопасность движения», «радиационная безопасность», «экономическая безопасность» и т. п. привычны для широкого круга читателей, однако они не всегда имеют однозначное толкование и понимание. Например, когда говорят «безопасность труда», имеют в виду безопасное по отношению к человеку проведение производственного процесса, рассматривая систему «человек - производство». Здесь все однозначно и понятно. Но если говорят «безопасность АЭС», то в этом случае могут иметь в виду, с одной стороны, безопасность эксплуатации АЭС по отношению к человеку и окружающей среде, когда рассматривают систему «человек - АЭС», с другой - это можно понимать и как обеспечение безопасной эксплуатации самой АЭС, т. е. как регламентированное проведение работ на АЭС, имея в виду систему «АЭС - внешние факторы». В первом случае объектом защиты является человек - и это проблема БЖД, а во втором - сама АЭС - и это проблема сугубо техническая, связанная с правильным проектированием и эксплуатацией АЭС. Нормативами на обеспечение безопасности в первом случае являются нормы допустимого воздействия АЭС на людей, а во втором - требования к персоналу по соблюдению режимов работы АЭС, устройству АЭС и др.
Чтобы правильно оценить принадлежность процесса обеспечения безопасности к его исполнителю, необходимо термин «безопасность» всегда рассматривать в сочетании с системой «объект защиты - источник опасности». Пользуясь этой схемой, можно правильно оценить обстановку.
Например, словосочетание «безопасность движения» может иметь отношение к системам «автомобиль - опасность» и «человек - автомобиль». В первом случае решается задача обеспечения безопасности автомобиля за счет его технического состояния, правильной эксплуатации, в том числе рациональною вождения, и за счет поведения пешеходов. Во втором случае обеспечивается безопасность человека, в том числе пассажиров, водителя и пешеходов при эксплуатации автомобиля. Последняя задача полностью относится к проблемам БЖД, тогда как первая - к обеспечению штатного использования автомобиля и его систем.
Однако одна и та же опасность может проявить себя в двух системах. Например, неисправные тормоза у автомобиля, и, как следствие, наезд на людей, техническая авария автомобиля или и то и другое одновременно. Вывод - опасность проявила себя в двух системах: не обеспечена безопасность пешеходов и автомобиля одновременно.
В табл. 1.1 представлены реально существующие системы безопасности человека.
Таблица 1.1. Системы безопасности человека
| Система безопасности | Объект защиты | Опасности, поле опасностей |
| Безопасность (охрана) труда Защита в чрезвычайных ситуациях Охрана окружающей среды Система безопасности страны, национальная безопасность | Человек Человек Природная среда Материальные ресурсы Природная среда Общество, нация | Опасности среды деятельности Чрезвычайные опасности природной среды и техносферы Опасности техносферы Внешние и внутренние общегосударственные опасности |
В последние годы развивается и набирает силу новая интегральная система обеспечения безопасности людей - «Безопасность жизнедеятельности человека в техносфере», решающая задачу комплексного обеспечения безопасности в системе «человек - среда обитания», в техносферных условиях.
Безопасность жизнедеятельности - наука о комфортном и безопасном взаимодействии человека с техносферой.
При построении и анализе систем безопасности жизнедеятельности человеческий организм является центром, относительно которого рассматривается любое взаимодействие. Таким образом, в БЖД всегда реализуется принцип антропоцентризма, гласящий «Человек есть высшая ценность, сохранение и продолжение жизни которого является целью его существования».
В реальных случаях на объект защиты могут действовать одновременно несколько опасностей или источников опасностей, создавая поле опасностей. Анализ таких систем безопасности существенно усложняется, но для правильного проведения исследований необходимо строго соблюдать правило единственности объекта защиты. «Теоретический анализ и практическую деятельность по обеспечению безопасности необходимо проводить только для одного объекта защиты (человек, сообщество людей, рабочая зона, техносфера, регион и т. п.)». Это правило подтверждается необходимостью реализации нормативов безопасности, которые индивидуальны для каждого объекта защиты.
Другое дело, что, защищая один объект, можно попутно защитить и другие объекты, но такая ситуация возникает не всегда. Например, характерно, что обеспечение безопасности жизнедеятельности человека в городской техносфере - путь к решению многих проблем защиты природной среды в пригородной зоне от негативного влияния той же техносферы (выбросов, сбросов и т. п.).
Причинно-следственное поле воздействий на человеческий организм целесообразно реализовать в виде совокупности факторов первого, второго, третьего и иных кругов, расположенных вокруг человеческого организма [2]. При этом считается, что основное влияние на организм оказывают факторы первого круга, а факторы второго круга влияют в основном на факторы первого круга и т. д.
В состав первого круга опасностей, непосредственно действующих на человека и сообщества людей, входят опасности, связанные с климатом, содержанием вредных веществ в объектах окружающей среды, реализацией техпроцессов, чрезвычайными опасностями, степенью подготовленности населения в области безопасности.
Основные причины возникновения опасностей второго круга обусловлены наличием отходов производства и быта, недостаточным вниманием общества к требованиям безопасности при разработке технических средств, технологических процессов и производств, при проектировании и строительстве производственных и бытовых помещений, зданий и слабой подготовкой руководителей производства в вопросах безопасного проведения работ.
Опасности третьего круга не всегда выражены достаточно четко. К ним прежде всего относятся: отсутствие необходимых знаний и навыков у разработчиков технологических процессов, технических систем, зданий и сооружений; отсутствие эффективной государственной системы руководства вопросами безопасности; недостаточное развитие системы подготовки научных и руководящих кадров в области безопасности жизнедеятельности и др.
Анализируя круги опасностей, необходимо учитывать следующее: пренебрежение требованиями безопасности в их первом круге сопровождается, как правило, травмами, отравлениями или заболеваниями человека или группы людей; пренебрежение требованиями безопасности на втором круге опасностей, как правило, отдаляет по времени негативные последствия, но увеличивает масштабы их воздействия на людей (массовые отравления при загрязнении биоресурсов отходами, гибель людей при обрушении строительных конструкций и т. п.).
Действие источников опасностей третьего круга, как правило, широкомасштабно. Так, например, применение этилированного бензина в ДВС губительно для населения отдельных стран и континентов; принятие решения о переработке радиоактивных отходов в России таит опасность для населения многих регионов нашей страны и т. д.
Из вышесказанного следует, что действия по обеспечению безопасности техносферы носят комплексный характер и включают огромный пласт индивидуальной, общечеловеческой и государственной деятельности людей. Одновременно - это путь к решению многих проблем защиты природной среды от негативного влияния техносферы, фундамент для решения проблем безопасности на более высоких уровнях: региональном, биосферном, глобальном.
|
|
|
