Энтропия и опасности техносферы

Нормирование инфразвука на рабочих местах производится по санитарным нормам СН 2274-80, а нормирование инфразвука в условиях городской застройки производится в соответствии с "Санитарными нормами допустимых уровней инфразвука и низкочастотного шума на территории жилой застройки" СанПиН 42-128-4948-89.

4.8 Экологические опасности среды обитания человека

Экологическая обстановка окружающей среды как среды обитания человека может классифицироваться по возрастанию степени экологического неблагополучия среды следующим образом (2,3):

относительно удовлетворительная;

напряженная;

критическая;

кризисная (или зона чрезвычайной экологической ситуации);

катастрофическая (или зона экологического бедствия).

Человек обитает в окружающей среде, содержащей как природные среды, так и искусственную, созданную самим человеком, среду - техносферу.

Оценка степени экологического неблагополучия территорий (акваторий) проводится по следующим признакам (табл. 3.12).

Таблица 3.12. Признаки территорий крайних степеней экологического неблагополучия

Положения	Степень экологического неблагополучия
	экологическое бедствие	экологический кризис
Окружающая среда	Глубокие необратимые изменения	Устойчивые отрицательные изменения
Здоровье населения	Существенное ухудшение здоровья населения	Угроза здоровью населения
Естественные экосистемы	Разрушение естественных экосистем (нарушение природного равновесия, деградация флоры и фауны, потеря генофонда)	Устойчивые отрицательные изменения состояния естественных экосистем (уменьшение видового разнообразия, исчезновение отдельных видов растений и животных, нарушение генофонда)

Глубокие необратимые изменения должны рассматриваться за относительно короткий исторический срок - не менее продолжительности жизни одного поколения людей.

Под существенным ухудшением здоровья населения понимается:

увеличение необратимых, несовместимых с жизнью нарушений здоровья;

изменение структуры причин смерти (онкологические заболевания, врожденные пороки развития, гибель плода) и появление специфических заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды;

существенное увеличение частоты обратимых нарушений здоровья (неспецифические заболевания, отклонения физического и нервно-психического развития, нарушение течения и исходов беременности и родов и т.п.), связанных с загрязнением окружающей среды.

Под угрозой здоровью населения понимается увеличение частоты обратимых нарушений здоровья (неспецифические заболевания, отклонения в физическом и нервно-психическом развитии, нарушения или осложнения течения и исходов беременности и родов и т.п.), связанных с загрязнением окружающей среды.

В оценку среды обитания и здоровья населения включены: атмосферный воздух, питьевая вода, продукты питания, а также ионизирующее излучение.

Качество среды обитания человека оценивается системой совокупных требований: санитарно-гигиенических, рыбохозяйственных и общеэкологических.

Степень ухудшения здоровья человека характеризуют медико-демографические критерии: степень изменения среды обитания - критерии загрязнения атмосферного воздуха, воды, почвы, а также ионизирующее излучение.

Состояние природной среды, растительного и животного мира характеризуют критерии загрязнения воздушной среды, воды, почв, истощения природных ресурсов, деградации экосистем. Качество природной среды также совокупно оценивается с позиции как общеэкологических, так и санитарно-гигиенических требований.

Состояние здоровья населения (табл. 3.13) (5,8) оценивается в совокупности с критериями и показателями загрязнения окружающей среды: атмосферного воздуха, вод и почв.

К основным медико-демографическим показателям относятся заболеваемость, детская смертность, медико-генетические нарушения, специфические и онкологические заболевания, связанные с загрязнением окружающей среды.

Медико-демографические показатели по экологически неблагоприятным территориям сравниваются с аналогичными показателями на контрольных (фоновых) территориях в этих же климато-географических зонах. В качестве таких контрольных (фоновых) территорий принимаются населенные пункты или отдельные части, на которых фиксируются наиболее благоприятные значения медико-демографических показателей.

При расчете медицинских показателей могут быть использованы данные государственной медицинской статистики, специальных информационных систем, регистров по отдельным заболеваниям, а также результаты популяционных или когортных исследований.

Основные критерии состояния здоровья населения приведены в таблице 3.13:

Таблица 3.13. Медико-демографические критерии состояния здоровья населения, применяемые при оценке экологического состояния территории

Негативное воздействие загрязнения воздушного бассейна (атмосферного воздуха) происходит двумя основными путями, которые должны учитываться при обследованиях зон возможного экологического бедствия:

в результате прямого контакта с загрязненным воздухом;

в результате выпадения загрязняющих веществ из атмосферы и вторичного загрязнения вод и почв.

Пространственный масштаб воздействия колеблется в чрезвычайно широких пределах в зависимости от характеристик источников загрязнения и объектов воздействия.

Концентрация загрязняющих веществ от отдельных локальных источников в результате процессов рассеяния и выпадения примесей довольно быстро убывает с расстоянием. Максимальные концентрации отмечаются на расстоянии около 20 высот трубы. Поэтому опасные для здоровья человека концентрации от таких источников наблюдаются, как правило, на площади не более 10 - 100 кв. км. Для хвойных лесов, чувствительность которых к загрязнению атмосферы в несколько раз выше, чем у человека, площадь поражения растительности может достигать 100 - 1000 кв. км.

В крупных промышленных агломерациях происходит наложение загрязнения от отдельных источников и общая площадь негативного воздействия может быть близкой к площади самой агломерации или превосходить ее.

При оценке возможного неблагоприятного влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения используются результаты измерения, выполненные в соответствии с требованиями ГОСТа 17.2.3.01-86 "Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных мест" на стационарных, маршрутных и передвижных постах наблюдения.

Степень загрязнения атмосферного воздуха устанавливается по кратности превышения ПДК с учетом класса опасности, суммации биологического действия загрязнений воздуха и частоты превышений ПДК.

В соответствии с действующими нормативами ПДК для оценки степени загрязнения воздуха используются фактические максимально разовые и среднесуточные концентрации за последние несколько лет, но не менее чем за 2 года.

Результаты измерений обрабатываются и представляются для каждого поста, вещества и года наблюдения раздельно. По каждому веществу должно быть не менее 200 наблюдений (проб).

Критерии оценки загрязнений атмосферного воздуха для различных периодов наблюдения приведены в таблицах 3.14-3.16:

Таблица 3.14. Критерий оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по максимальным разовым концентрациям

Показатели	Экологическое бедствие	Чрез. экологическая ситуация
	"К"	% измерений выше "К"	"К"	% измерений выше "К"
I класс	> 5	> 30	> 3 - 5	> 30
II класс	> 7,5	> 30	> 5 - 7,5	> 30
III класс	12,5	> 50	8 - 12,5	> 50
IV класс	20,0	> 50	12,5 - 20	> 50

Таблица 3.15. Критерий оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по среднесуточным концентрациям

Показатели	Экологическое бедствие, ст. 59	Чрезвычайная эколог. ситуация, ст. 58
	"К"	% измерений выше ПДК	"К"	% проб выше ПДК
I класс опасности	> 3	> 20 или > 7 дней подряд	2 - 3	> 20 или > 7 дней подряд
II класс опасности	> 5	-"-	3 - 5	-"-
III класс опасности	> 7,5	> 30 "-"	5 - 7,5	> 30 "-"
IV класс опасности	> 12	> 30 "-"	8 - 12	> 30 "-"

Таблица 3.16. Критерии оценки среднегодового загрязнения атмосферного воздуха

N Nп/п	Показатели	Параметры	Относительно удов. ситуация
		Экологическое бедствие (ст.59)	Чрез. экол. ситуация (ст. 58)
1	2	3	4	5
	Комп. показатель среднегодового загрязнения воздуха:
	1 вещество	более 16	8 - 16	1
	2 - 4 вещества	более 32	16 - 32	2
	5 - 9 веществ	более 48	32 - 48	3
	10 - 16 веществ	более 64	48 - 64	4
	16 - 25 веществ	более 80	64 - 80	5

Опасное для здоровья людей снижение качества питьевой воды, вследствие интенсивного загрязнения источников водоснабжения и санитарно-эпидемиологического состояния водных объектов рекреационного назначения, является важнейшим фактором изменения среды обитания человека и играет важную роль при определении степени экологического неблагополучия территорий.

Показатели санитарно-эпидемиологического состояния водоисточников питьевого и рекреационного назначения и безопасности питьевой воды даны в таблицах 3.17-3.19 (5,8).

Заключение о степени санитарно-эпидемиологического неблагополучия может быть сделано на основании стабильного сохранения негативных значений основных показателей в течение достаточно длительного периода (не менее одного года). При этом, как правило, отклонения от норм должны наблюдаться по нескольким критериям, за исключением случаев загрязнения водоисточников и питьевой воды патогенными микроорганизмами и возбудителями паразитарных заболеваний, а также особо токсичными (чрезвычайно опасными) веществами, когда заключение о неблагополучии может быть сделано на основании одного критерия.

Показатели, характеризующие загрязнение водоисточников и питьевой воды веществами, отнесенными к третьему и четвертому классам опасности, а также физико-химические свойства и органолептические характеристики воды относятся к дополнительным.

Дополнительные показатели используются для подтверждения степени интенсивного антропогенного загрязнения водоисточников, определенного по основными показателями.

Таблица 3.17. Критерии санитарно-гигиенической оценки эпидемической опасности питьевой воды и водоисточников питьевого и рекреационного назначения

N N п/п	Показатели	Параметры	Относительно удовлетворительная ситуация
		Экологическое бедствие (ст.59)	чрезвычайная экологическая ситуация (ст.58)
1	2	3	4	5
1.	Питьевая вода
1.1.	Питьевая вода централизованного водоснабжения
1.1.1.	Патогенные микроорганизмы (% положительных проб)	более 10	единичная встречаемость	0
1.1.2.	Коли-индекс <*>	более 50	более 50	менее 3
1.1.3.	Индекс колифага <**>	более 10	не более 10	0
1.2.	Питьевая вода нецентрализованного водоснабжения
1.2.1.	Патогенные микроорганизмы (% положительных проб)	более 10	единичная встречаемость	0
1.2.2.	Коли-индекс	более 100	более 100	не более
2.	Вода источников централизованного хозяйственно-питьевоговодоснабжения
2.1.	Поверхностные:
2.1.1.	Неполный комплекс очистных сооружений или без него:
2.1.1.1.	Патогенные микроорганизмы (% положительных проб)	более 10	менее 10	0
2.1.1.2.	Коли-индекс	более 50000	более 5000	менее 500
2.1.2.	При полном комплексе очистных сооружений:
2.1.2.1.	Патогенные микроорганизмы (% положительных проб)	более 15	менее 15	0
2.1.2.2.	Коли-индекс	более 50000	более 25000	менее 5000
2.1.2.3.	% проб воды с индексомколифага более 100 БОЕ/дмЗ	более 60	20 - 60	менее 20
2.2.	Подземные:
2.2.1.	Без обеззараживания:
2.2.1.1.	Патогенные микроорганизмы (% положительных проб)	более 10	единичная встречаемость	0
2.2.1.2.	Коли-индекс	более 50	20 - 50	менее 3
2.2.2.	При обеззараживании:
2.2.2.1.	Патогенные микроорганизмы (% положительных проб)	более 10	единичная встречаемость	0
2.2.2.2.	Коли-индекс	более 20	менее 20	менее 10
3.	Рекреационные воды
3.1.	Патогенные бактерии:
3.1.1.	Индекс патогенных бактерий	более 100	не более 100	единичная встречаемость
3.1.2.	% положительных проб	более 20	не более 20	единичная встречаемость
3.2.	Коли-индекс	свыше 10000	до 10000	до 5000
3.3.	Средний индекс колифага	более 1000	100 - 1000	менее 100

Примечания: <*> - Коли-индекс - количество кишечных палочек 1 дм³ воды.

<**> - Средний индекс колифага (показатель вирусного загрязнения) - количество бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 1 дм³ воды.

<***> - Индекс патогенных бактерий - количество патогенных бактерий в 1 дм³ воды.

Таблица 3.18. Критерии санитарно-гигиенической оценки опасности загрязнения питьевой воды и источников питьевого водоснабжения химическими веществами <*>

N N п/п	Показатели	Параметры	Относительно удовлетворительная ситуация
		Экологическое бедствие (ст.59)	Чрезвыч. экологическая ситуация (ст.58)
1	2	3	4	5
1.	Основные показатели
1.1.	Содержание токсических веществ первого класса опасности (чрезвычайно опасные вещества):
	- бериллий, ртуть, бенз/а/пирен, линдан, 3, 4, 7, 8 - диоксин, <***> дихлорэтилен, диэтилртуть, галлий, тетраэтилсвинец, тетраэтилолово, трихлорбифенил, (ПДК)	> 3	2 - 3	В пределах гигиенических нормативов (ПДК)
1.2.	Содержание токсичных веществ второго класса опасности
	- алюминий, барий, бор, кадмий, молибден, мышьяк, нитриты, свинец, селен, стронций, цианиды, (ПДК)	> 10	5 - 10	В пределах гигиенич. нормативов (ПДК)
2.	Дополнительные показатели
2.1.	Содержание токсичных веществ третьего и четвертого классов опасности (опасные и умеренно опасные вещества):
	- аммоний, никель, нитраты, хром, медь, марганец, цинк, фенолы, нефтепродукты, фосфаты, (ПДК)	> 15	10 - 15	В пределах гигиенич. нормативов
2.2.	Физико-химические свойства:
2.2.1.	pH	< 4	4 - 5,2	-"-
2.2.2.	БПК полн., мг 02/л	> 10	8 - 10	-"-
2.2.3.	ХПК, мг 02/л	> 80	60 - 80	-"-
2.2.4.	Растворенный кислород,мг/л	< 1	1 - 2	> 4
2.3.	Органолептические характеристики:
2.3.1.	Запах и привкус, баллы	5	3 - 4	не более 1
2.3.2.	Плавающие примеси (пленки, пятна масляные и др.)	пленка темной окраски, зан. до 2/3 обоз. площади	яркие полосы или пятна тусклой окраски	отсутст.

Примечания: <*> - степень опасности загрязнения водоисточников питьевого назначения оценивается с учетом влияния пороговой концентрации веществ на санитарный режим водоемов и барьерной способности используемой технологической схемы водоочистки.

<**> - оценка опасности загрязнения веществами, не указанными в таблице, производится в соответствии с СанПиН 4630-88.

<***> - для диоксинов допустимый уровень - 0,02 нг/л.

Таблица 3.19. Критерии санитарно-гигиенической оценки опасности загрязнения питьевой воды и водоисточников питьевого назначения возбудителями паразитарных болезней и микозов человека

N N п/п	Показатели	Параметры	Относительно удовлетвори- тельная ситуация
		Экологическое бедствие (ст.59)	чрезвычайная экологическая ситуация (ст.58)
1	2	3	4	5
1.	Питьевая вода
1.1.	Кишечные патогенные простейшие:
	- цисты лямблий, дизентерийных амеб, балантидий, криптоспоридий	более 100 <*>	1 - 100	Отсутствие
1.2.	Геогельминты:
	- яйца аскарид, власоглавов, трихостронгилид	более 5	1 - 5	Отсутствие
1.3.	Биогельминты:
	- яйца тениид	более 10	1 - 10	Отсутствие
1.4.	Актиномицеты КОЕ/дм3 - содержание колониальных единиц в 1 дм3 воды	более 10000	100 - 10000	Отсутствие
2 2.1.	Рекреационные воды Кишечные патогенные простейшие:
	- цисты лямблий, дизентерийных амеб, балантидий, криптоспоридий	более 100	1 - 100	Отсутствие
2.2.	Геогельминты: - яйца аскарид, власоглавов, трихостронгилид	более 5	1 - 5	Отсутствие
2.3.	Биогельминты:
2.3.1.	Яйца описторхид, дифиллотриид	более 100	1 - 100	Отсутствие
2.3.2.	Яйца тениид	более 10	1 - 10	Отсутствие
2.3.3.	Яйца шистосоматид (возбудители циркориозов)	более 10	1 - 10	Отсутствие
2.4.	Актиномицеты КОЕ/дм3 - содержание колониальных единиц в 1 дм3 воды	более 1000000	1000 - 1000000	Отсутствие, единичная встречаемость

Примечание:

<*> - число возбудителей (цисты, яйца) в 1 куб. дм воды.

Взаимодействие различных критериев оценки качества вод должно основываться на приоритете требований того водопользования, чьи критерии жестче. Например, если водный объект одновременно используется для питьевого и рыбохозяйственного назначения, то к оценке качества вод могут предъявляться более строгие требования (рыбохозяйственные и экологические).

Почвы в силу своих природных свойств способны накапливать значительные количества загрязняющих веществ. Санитарно-гигиенический подход к выбору критериев экологической оценки почв (грунтов) населенных пунктов определяется, с одной стороны, возможностью переноса загрязняющих веществ в воздух и воды этих территорий, с другой стороны, - непосредственным влиянием отдельных показателей на здоровье населения.

В таблице 3.20 приведены основные и дополнительные критерии экологической оценки состояния почв населенных пунктов и экспертно принятая параметрическая оценка показателей, позволяющая отнести почвы обследуемых территорий к зонам экологического бедствия и зонам чрезвычайной экологической ситуации.

Экологическая оценка радиоактивного загрязнения почв селитебных территорий проводится по основным показателям: мощности экспозиционной дозы на уровне 1 м от поверхности почвы (мкР/час) и степени радиоактивного загрязнения по отдельным радиоизотопам (кюри/кв.км).

Химическое загрязнение почв оценивается по суммарному показателю химического загрязнения (Zc).

Суммарный показатель химического загрязнения (Zc) характеризует степень химического загрязнения почв обследуемых территорий различных классов опасности. Данный показатель определяется как сумма коэффициентов концентраций отдельных компонентов загрязнения по формуле:

Zc = Кci + ... + Кcn - (n - 1), (3.23)

где:

n - число определяемых элементов;

Кci - коэффициент концентрации i-го загрязняющего компонента, равный частному от деления массовой доли i-го вещества в загрязненной и "фоновой" почве для тяжелых металлов.

Для загрязняющих веществ неприродного происхождения коэффициент концентрации определяют как частное от деления массовой доли загрязняющего вещества и его предельно допустимой концентрации.

К дополнительным показателям экологического состояния почв селитебных территорий относятся генотоксичность и показатели биологического загрязнения (число патогенных микроорганизмов, коли-титр и содержание яиц гельминтов).

Таблица 3.20. Критерии экологического состояния почв селитебных территорий

N Nпп	Показатели	Параметры	Относительно удовлетворительная ситуация
		Экологическое бедствие (ст.59)	чрезвычайная экологическая ситуация (ст. 58)
1	2	3	4	5
	Основные показатели:			5
1.	Мощность экспозиционной дозы на уровне 1 м от поверхности почвы, мкР/час	более 400	200 - 400	-
2.	Радиоактивное загрязнение, Ku/кв. км цезий-137	более 40	15 - 40	до 20
	стронций-90	более 3	1 - 3
	плутоний (сумма изотопов)	более 0,1	более 0,1	до 1
3.	Суммарный показатель химического загрязнения (Zc).	более 128	32 - 128	до 0,3
	Дополнительные показатели			менее 16
1.	Содержание яиц гельминтов в 1 кг почвы	более 100	10 - 100
2.	Число патогенных микроорганизмов в 1 г почвы	/\ более 10 6	/\ /\ 10 5 - 10 6	отсутствие
3.	Коли-титр <*>	менее 0,001	0,01 - 0,001	/\ менее 10 4
4.	Генотоксичность почвы (рост числа мутаций по сравнению с контролем), число раз	более 1000	100 - 1000	более 1,0

Примечание: <*> - коли-титр для почвы - наименьшая масса почвы в г, в которой содержится 1 кишечная палочка.

Основной критерий, характеризующий степень радиоэкологической безопасности человека, проживающего на загрязненной территории, - среднегодовое значение эффективной дозы.

Единицей эффективной дозы является зиверт (Зв). Для оценки общих последствий облучения населения в случае проживания на загрязненной территории используется коллективная эффективная доза, которая представляет собой произведение средней эффективной дозы по группе людей на число индивидуумов в этой группе.

Международной комиссией по радиологической медицине (МКРЗ) рекомендована в качестве предела дозы облучения населения - доза, равная 1 мЗв/год (0,1 бэр/год).

К основным путям облучения человека, которые должны учитываться при оценке реальных эффективных доз, относятся: внешнее облучение от гамма-излучающих радионуклидов в радиоактивном облаке, внешнее облучение от аэрозольных и твердых выпадений, внутреннее облучение по пищевым цепочкам и по ингаляционному пути.

Человек выбран в качестве основного объекта защиты в связи с отсутствием достоверных и систематизированных данных по уровням и эффектам облучения других биологических объектов и систем и в связи с высокой радиочувствительностью человеческого организма.

Территории, в пределах которых среднегодовые значения дополнительной (сверх естественного фона) эффективной дозы облучения человека не превышают 1 мЗв, относятся к территориям с относительно благополучной экологической обстановкой.

Для индивидуальных доз в 1 мЗв/год уровень индивидуального риска (вероятность возникновения стохастических эффектов - онкологических заболеваний и тяжелых генетических нарушений) составляет по оценкам МКРЗ 0,0001/год. К стохастическим относятся эффекты, наблюдаемые в измененной, но не погибшей клетке ткани или органа.

Территории, в пределах которых среднегодовые значения эффективной дозы облучения (дополнительного, сверх естественного фона) могут превысить 5 мЗв и находиться в диапазоне доз до 10 мЗв, необходимо относить к территориям чрезвычайной экологической ситуации. Уровень индивидуального риска на этих территориях возрастает до 0,001/год (таблица 3.21).

Таблица 3.21. Критерии радиационной безопасности

N Nпп	Показатели	Параметры	Относительно удовлетв. ситуация
		Экологическое бедствие (ст.59)	чрезвычайная эколог. ситуация (ст. 58)
	Эффективная доза облучения, мЗв/год	более 10	5 - 10	менее 1

Территории, в пределах которых среднегодовые значения эффективной дозы облучения (дополнительного, сверх естественного фона) могут превысить 10 мЗв, необходимо относить к территориям экологического бедствия. На этих территориях уровень индивидуального риска может быть существенно выше 0,001/год.

Указанные значения эффективной дозы облучения человека включают сложившийся техногенно-измененный фон.

Перечислите показатели, характеризующие микроклимат рабочей зоны (помещений).

Назовите параметры условий, которые влияют на интенсивность тепломассообмена тела человека с окружающей средой.

Какими путями происходит отдача тепла в окружающую среду.

Назовите мероприятия по защите работающих от возможного перегрева в рабочих помещениях.

Какой перепад температуры воздуха допускается по высоте рабочей зоны при всех категориях работ.

Какими требованиями определяется чистое помещение рабочей зоны.

Как обеспечивается тепловая изоляция.

Дайте характеристику электромагнитных полей рабочих помещений.

Чем определяется и как контролируется содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Воздействие механических колебаний на человека.

Воздействие акустических колебаний на человека.

Вибрационная болезнь, чем вызывается и у кого возникает.

Дайте определение акустического поля, и каким образом сказывается его вредное воздействие.

Чем измеряется уровень звука.

Биологическое воздействие ультразвуковых колебаний на организм человека через воздушную среду и контактным способом.

Как классифицируется экологическая обстановка окружающей среды как среды обитания человека.

Что относится к основным медико-демографическим показателям.

Какими путями происходит негативное воздействие загрязнения воздушного бассейна.

Вследствие чего происходит снижение качества питьевой воды.

По каким показателям производится экологическая оценка радиоактивного загрязнения почв селитебных территорий.

Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала

Слушателям выдаются контрольные вопросы по окончанию прохождения пройденных тем, на которые они отвечают письменно. На практических занятиях они производят расчеты параметров негативного воздействия опасных факторов на человека в рабочей зоне на конкретных примерах. Преподаватель проверяет полученные данные и полноту ответов слушателей и информирует о результатах их работы с выставлением промежуточных оценок по теме в журнал.

5.Количественная оценка и нормирование техногенных опасностей

5.1 Закономерности и признаки техногенных опасностей

Главную опасность в настоящее время представляют все виды энергии техногенного происхождения, а основные закономерности в появлении соответствующих происшествий характеризуются следующими основными признаками (5,6,8):

а) аварийность и травматизм можно интерпретировать потоками случайных событий с экспоненциальным распределением времени между их появлением;

б) возникновение каждого конкретного происшествия является, как правило, следствием не отдельно взятой причины, а цепи соответствующих предпосылок;

в) инициаторами и звеньями такой цепи служат ошибки людей, отказы техники и/или нерасчетные (неожиданные для людей либо превышающие нормативные значения для техники) воздействия на них извне.

Типичной причинной цепью техногенных происшествий является последовательность (закономерность) событий-предпосылок:

ошибка человека, отказ техники и/или неблагоприятное для них внешнее воздействие;

появление опасного фактора (потока энергии или вещества) в неожиданном месте и/или не вовремя;

отсутствие либо неисправность предусмотренных на эти случаи средств защиты и/или неточные действия людей в такой ситуации;

распространение и воздействие опасных факторов на незащищенные элементы техники, людей и/или окружающей их среды;

причинение ущерба людским, материальным и природным ресурсам вследствие ухудшения их свойств и/или целостности.

Основными факторами, способствующими аварийности и травматизму, являются:

слабые навыки действий работающих в нестандартных ситуациях;

их неумение правильно оценивать информацию;

недостаточная технологическая дисциплинированность;

низкое качество конструкции рабочих мест;

невысокие надежность и эргономичность оборудования;

несовершенство отбора и подготовки эксплуатирующего его персонала;

некачественная организация труда;

дискомфортность рабочей среды.

Большинство из указанных факторов непосредственно могут не привести или не приводили к возникновению происшествий, а лишь усложняли условия работ строгой регламентацией технологии и необходимостью соблюдения многочисленных мер безопасности, способствуя тем самым росту напряженности труда и связанных с этим ошибок работающих.

В настоящее время сложилось объективно существующее противоречие между непрерывно увеличивающимися потребностями человечества и возможностями биосферы по их удовлетворению и, как следствие - между быстро растущим числом новых для человека вредных факторов антропогенно-природного характера и эволюционно сформировавшимися у него и общества защитными механизмами.

Осложняют сложившуюся ситуацию и отсутствие нормативной базы и соответствующих научно-технических разработок и методик в разрешении данного противоречия:

отсутствие общей теории безопасности;

незавершенность создания таких ее разделов (сфер), как теории национальной и производственно-экологической безопасности;

Вследствие вышеуказанных причин основным методом профессиональной подготовки и обучения специалистов по вопросам обеспечения безопасности в техносфере и на производстве в настоящее время являются обобщенный инструктаж по всем видам опасностей на производстве, а практические действия, в основном при отсутствии соответствующих тренажеров, отрабатываются "методом проб и ошибок".

5.2 Энергоэнтропийная концепция опасностей

Обобщенные данные по результатам анализа происшествий в техносфере при осуществлении хозяйственной деятельности положены в основу при формулировании представлений о природе объективно существующих опасностей. Такой подход позволил обеспечить истинность исходных предпосылок и плодотворность основанных на них последующих построений, позволяя верно обосновать выбор объекта, предмета и соответствующих им методов исследования и совершенствования безопасности (5,8).

Современные источники техногенных опасностей должны обладать минимальным набором и уровнем вредного воздействия на работающих, селитебные зоны техносферы и природную среду, а также минимальным техногенным риском, обеспечивая минимизацию рисков в зонах своего влияния.

Опасности в техносфере, как и в природной сфере, носят потенциальный, т.е. скрытый характер, и идентификация опасностей представляет собой процесс обнаружения и установления количественных, временных, пространственных и иных характеристик, необходимых и достаточных для разработки профилактических и оперативных мероприятий, направленных на обеспечение нормального функционирования технических систем и качества жизни.

В процессе идентификации выявляются:

номенклатура опасностей;

вероятность их проявления;

пространственная локализация (координаты);

возможный ущерб и др. параметры, необходимые для решения конкретной задачи.

Методы обнаружения опасностей:

инженерный. Определяют опасности, которые имеют вероятностную природу происхождения;

экспертный. Он направлен на поиск отказов и их причин. При этом создается специальная экспертная группа, в состав которой входят разные специалисты, дающие заключение;

социологический метод. Применяется при определении опасностей путем исследования мнения населения (социальной группы). Формируется путем опросов;

регистрационный. Заключается в использовании информации о подсчете конкретных событий, затрат каких-либо ресурсов, количестве жертв;

органолептический. При органолептическом методе используют информацию, получаемую органами чувств человека (зрением, осязанием, обонянием, вкусом и др.).

Результатом идентификации опасностей является выявление рисков реализации этих опасностей, степень их воздействия на человека и технологическое оборудование и на основании выявленных рисков разработка мероприятий по обеспечению безопасности и защиты от них. На завершающем этапе идентификации производится декларирование промышленной безопасности опасных производственных объектов.

Обязательному декларированию промышленной безопасности подлежат проектируемые и действующие:

промышленные объекты, имеющие в составе особоопасные производства;

гидротехнические сооружения, хвостохранилища и шламонакопители I, II, III классов, на которых возможны гидродинамические аварии.

Отнесение к особоопасным производствам, входящим в подлежащие декларированию промышленной безопасности производственные объекты, основывается на:

величине пороговых количеств потенциально опасных веществ, определенных для конкретных веществ или различных категорий веществ;

количестве потенциально опасного вещества, обращающегося на производственном объекте.

К опасным производственным объектам в соответствии с Федеральным законом Российской Федерации «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» относятся предприятия или их цехи, участки, площадки, а также иные производственные объекты, указанные в приложении 1 к этому Федеральному закону.

Основная задача этапа идентификации опасностей - выявление (на основе информации о безопасности данного объекта, данных экспертизы и опыта работы подобных систем) и четкое описание всех присущих системе опасностей. Это ответственный этап анализа, так как не выявленные на этом этапе опасности не подвергаются дальнейшему рассмотрению и исчезают из поля зрения.

На начальном этапе идентификации проводится предварительный анализ опасностей с целью выявления опасных подсистем (блоков) технологической системы промышленного объекта. Критерий опасности подсистем на данном этапе - распределение в технологической системе опасных веществ и (или) их смесей с учетом возможности их неконтролируемого истечения (выброса), наличие источников их воспламенения (взрыва) и внешних (техногенных, природных) опасностей.

Результаты предварительного анализа и применения методов идентификации опасностей дают возможность определить, какие элементы, блоки или процессы в технологической системе требуют более серьезного анализа и какие представляют меньший интерес с точки зрения безопасности.

Результат идентификации опасностей - перечень нежелательных событий, приводящих к аварии. Идентификация опасностей завершается также выбором дальнейшего направления деятельности.

Это может быть:

решение прекратить дальнейший анализ ввиду незначительности опасностей;

решение о проведении более детального анализа риска;

выработка рекомендаций по уменьшению опасностей.

Эксплуатация технических систем потенциально опасна, так как связана с различными технологическими процессами, а последние - с использованием (выработкой, транспортировкой, хранением и преобразованием) химической, электрической и других видов энергии, накопленной в оборудовании и материалах, непосредственно в человеке и окружающей среде, где опасность проявляется в результате неконтролируемого выхода энергии, что приводит к выходу из строя или разрушению технологических систем, причинению вреда и ущерба материальным средствам, потерям и увечьям обслуживающего их персонала.

В определенных условиях неконтролируемый выход энергии сопровождается чрезвычайными ситуациями.

Количественная оценка (квантификация) опасностей основывается на воздействии потоков опасности на окружающую среду и человека и определяется, исходя из критериев допустимого вредного воздействия потоков (веществ, энергии, информации) и критериев допустимой травмоопасности потоков.

В любой точке жизненного пространства с координатами x,y,z массовые, энергетические и информационные потоки могут оказывать воздействие П на объект (человека, природу), которое определяется его интенсивностью I и длительностью экспозиции ф:

П(x,y,z) = ѓ(I,ф). (4.1)

Интенсивность потока определяется по формулам:

для вещества, г/(м²·с), Iв = G/(Fф);

для энергии, Дж/(м²·с) или В/м², I_э = Q/(F ф);

для информации, бит/с, I_и = И/ ф;

где:

G - масса вещества, г;

F - площадь поперечного сечения потока, м²;

Q - количество информации в двоичных знаках, бит.

Основное условие допустимости воздействия потоков в зоне пребывания человека:

П? ПДП, (4.2)

где:

П - реальный показатель пока;

ПДП - предельно допустимое значение потока.

Потоки энергии и информации воздействуют на объект защиты непосредственно, их влияние оценивается величинами I_э и I_и.

При воздействии потоков энергии условие допустимости воздействия принимает вид:

Ii ?ПДУ_i, (4.3)

где:

Ii - интенсивность i-го потока энергии в жизненном пространстве;

ПДУ_i - предельно допустимый уровень интенсивности i-го потока энергии.

Потоки веществ практически всегда воздействуют на человека через изменение концентрации этих веществ в жизненном пространстве.

В этом случае допустимое количество i-го вещества G_i, которое можно ввести в объем V помещения при условии отсутствия в нем недопустимого загрязнения i-м веществом:

G_i ? (ПДК_i - С_фi)V, (4.4)

где:

ПДК_i - предельно допустимая концентрация i-го вещества в помещении;

С_фi - фоновое (начальное) загрязнение помещения i-м веществом.

Зоны пребывания человека в рабочей и бытовой средах считаются допустимыми, если в них соблюдены нормативные требования по параметрам микроклимата, по освещению, по ПДК загрязняющих веществ и по предельно допустимым интенсивностям энергетического облучения.

Организмы и растения способны без вреда для себя переносить воздействие опасностей в определенных количествах, например, загрязняющих веществ, теплового излучения, вибрации.

Их уровень, ниже которого болезненные реакции не наблюдаются, называют пороговым уровнем.

При больших количествах проявляются отрицательные воздействия. Они зависят от величины опасной дозы (P), так и от длительности воздействия (экспозиции) опасности (t).

Для исключения необратимых биологических эффектов устанавливают нормируемые безопасные и предельно допустимые уровни или концентрации энергетического или биологического воздействия.

При определении предельно допустимых значений приходится делать выбор между вероятностью нанести ущерб здоровью человека и экономической выгодой обеспечения более жестких нормативов.

Пороговый уровень воздействия для технических систем - это способность сопротивляться до определенного предела и в течение определенного времени негативным (разрушающим) воздействиям или полезным (рабочим) нагрузкам, сохраняя при этом свои заданные функции.

Этот уровень оценивается качественными и количественными характеристиками (показателями надежности) материала элементов или систем в целом.

При короткой экспозиции (малой длительности) переносимы более высокие уровни, т.е. пороговые значения для них могут быть выше и понижаться при более длительной экспозиции (рис. 4.1):

величина опасной дозы - P;

длительность воздействия (экспозиция) - t.

Рис. 4.1 Пороговые значения негативного воздействия при короткой экспозиции (кратковременном воздействии).

При определении природы аварийности и травматизма исходят из обусловленности данного явления такими противоречивыми факторами, как:

объективное стремление энергетических потенциалов к выравниванию;

противодействие разного рода защитных механизмов его возможным разрушительным последствиям.

Данные определения позволяют сформулировать энергоэнтропийную концепцию аварийности и травматизма, сущность которой сводится к следующему (П.Г. Белов, 1999) (2,3):

1. Производственная деятельность потенциально опасна, так как связана с проведением технологических процессов, а последние - с энергопотреблением (выработкой, хранением, преобразованием механической, электрической, химической, ядерной и другой энергии).

2. Опасность проявляется в результате несанкционированного либо неуправляемого выхода энергии, накопленной в оборудовании и/или вредных веществах, непосредственно в самих работающих, во внешней относительно людей и техники среде.

3. Такой внезапный выход энергии может сопровождаться происшествиями с гибелью или травмированием людей, повреждениями оборудования или объектов окружающей их природной среды.

4. Происшествиям предшествуют цепи предпосылок, приводящие к потере управления технологическим процессом, нежелательному выбросу используемых в нем энергии или вредных веществ, их воздействию на людей, оборудование и окружающую среду.

5. Звеньями причинной цепи происшествия являются ошибочные и несанкционированные действия персонала, неисправности и отказы техники, а также нерасчетные воздействия на них извне.

Правомерность данной концепции обусловлена ее эмпирическим характером и непротиворечивостью фундаментальным законам энтропии, в частности - объективному стремлению последней к росту. Согласно второму началу термодинамики, производственная деятельность, связанная, как правило, с противодействием такому росту, приводит соответствующие системы в неустойчивое, а стало быть - потенциально опасное состояние. Это же справедливо и для интеллектуальной работы человека, требующей усилий по уменьшению энтропии (на сей раз - в информационном, а не термодинамическом смысле), которая способна причинять вред его здоровью.

5.3 Классификация существующих опасностей

При выборе признаков классификации опасностей учитываются следующие определения (П.Г. Белов, 1999) (2):

опасность - возможность причинения ущерба людским, материальным и природным ресурсам;

безопасность - система, включающая человека - потенциальную жертву и угрозу - носителя актуализированной опасности. Безопасность достигается лишь при уклонении, уничтожении или защите человека от всех угроз;

угрозы - условия, препятствующие удовлетворению важных для человека индивидуальных, социальных и духовных потребностей;

средства удовлетворения этих потребностей - адекватные (эволюционно апробированные для людей) потоки энергии, вещества и информации.

Принятые предположения П.Г. Беловым позволяют выработать критерии для классификации многочисленных опасностей и способов их классифицирования.

Так, следуя генезису опасностей (неадекватности потоков различных форм материи), все опасности подразделяются на три базовых класса:

1) природно-экологические, вызванные вредным воздействием на людей стихийных бедствий или антропогенным нарушением естественных геобиохимических циклов миграции вещества;

2) техногенно-производственные, связанные с возможностью нежелательных выбросов энергии, накопленной в созданных человеком технологических объектах;

3) антропогенно-социальные, обусловленные умышленным сокрытием или искажением информации, а также спецификой ее восприятия людьми.

Исходя из причинно-следственной обусловленности ущерба, можно выделить (П.Г. Белов, 1999) (2,3) две группы объективно существующих опасностей:

а) представляющие непосредственную угрозу для жизнедеятельности человека;

б) причиняющие подобный ущерб косвенно, например, в результате ухудшения условий его жизни (утраты материальных ценностей, загрязнения окружающей природной среды и т.п.).

Применительно к социумам и крупным объединениям людей по национальным и территориальным признакам, опасности можно классифицировать по возможности причинения ущерба как непосредственно образующим ее этносам, так и средствам удовлетворения их коллективных потребностей: опасности для а)территории, б)людей, в)уклада их жизни.

Таким образом, термин “опасность” описывает возможность осуществления некоторых условий технического, природного и социального характера, при наличии которых могут наступить неблагоприятные события и процессы, например, аварии на промышленных предприятиях, природные катастрофы или бедствия, экономические или социальные кризисы.

Техногенные (или антропогенные) факторы, обусловленные хозяйственной деятельностью людей, определяются:

чрезмерными выбросами и сбросами в окружающую среду отходов хозяйственной деятельности в условиях её нормального функционирования и в аварийных ситуациях;

необоснованными отчуждениями территорий под хозяйственную деятельность;

чрезмерным вовлечением в хозяйственный оборот природных ресурсов;

иными, связанными с хозяйственной деятельностью подобными негативными процессами, актами или решениями).

Экологические факторы - факторы, обусловленные причинами природного характера:

неблагоприятными для жизни человека физико-химическими характеристиками атмосферы, воды, почв;

функциональными характеристиками экосистемы;

природными бедствиями и катастрофами.

Социально-экономические факторы - факторы, обусловленные причинами социального, экономического, психологического характера:

недостаточным уровнем питания, здравоохранения, образования, обеспечения материальными благами;

нарушенными общественными отношениями (недостаточно развитыми социальными структурами).

Показатели надежности. К показателям надежности относятся показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности (изучает теория надежности).

Эргономические показатели. Определяют систему взаимодействия "человек-машина" и характеризуют комплекс гигиенических, антропометрических, физиологических, и психологических свойств, которые проявляются в процессах взаимодействия системы "человек-машина" (изучает инженерная психология и эргономика).

Гигиенические показатели используют при определении соответствия системы условиям жизнедеятельности и работоспособности человека при его взаимодействии с технической системой (показатели освещенности, температуры, влажности, магнитного и электрического полей, запыленности, излучения, токсичности, шума, вибрации, перегрузок и т.д.).

Физиологические и психофизиологические показатели используют при определении соответствия системы физиологическим свойствам человека и особенностям функционирования его органов чувств.

Такие показатели характеризуют соответствие системы возможностям человека воспринимать и перерабатывать информацию, соответствие системы закрепленным и вновь приобретенным навыкам человека.

Экологические показатели определяют уровень вредных воздействий на окружающую среду при эксплуатации, производстве, потреблении и транспортировании продукции.

К ним следует отнести содержание вредных компонентов, выбрасываемых в окружающую среду; вероятность выбросов вредных компонентов (газов, жидкостей, различных излучений и т.д.).

Показатели безопасности. Определяют способность системы обусловливать при ее эксплуатации безопасность обслуживающего персонала и населения.

К показателям безопасности следует отнести вероятность безопасной работы человека в конкретных условиях в течение определенного времени, время срабатывания блокировочных и защитных устройств, электропрочность линий передач и т.д.

Хотя безопасность рассматривается как одно из свойств надежности, оно выходит за рамки надежности, поскольку неполнота безопасности может проявляться и в нормальных условиях работы объекта.

Примером может служить работ...