Теоретические основы курса "Безопасность жизнедеятельности"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теоретические основы курса "Безопасность жизнедеятельности"

1. Теоретические основы курса "Безопасность жизнедеятельности"

1.1 Введение в дисциплину "Безопасность жизнедеятельности"

Курс дисциплины "Безопасность жизнедеятельности" введён в программу обучения для технических, сельскохозяйственных и экономических специальностей высших учебных заведений на основе приказа Государственного комитета по образованию N 473 от 9 июля 1990 года. В курс БЖД были включены вопросы таких дисциплин как "Охрана труда и техника безопасности", "Охрана окружающей среды" и "Гражданская оборона". Позднее, для ряда специальностей вузов, вопросы охраны окружающей среды вошли в отдельный курс - "Экология".

В настоящее время создан Российский союз специалистов по безопасности жизнедеятельности. В ряде российских городов созданы и успешно функционируют филиалы Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ). В структуре академии выделяются национальные и региональные отделения и центры. Национальные отделения созданы (кроме России) в Белоруссии, Литве, США, Югославии, Бразилии, на Украине и др. Научную деятельность МАНЭБ осуществляют проблемные советы, созданные по 50 научным направлениям. Официальным печатным органом академии является "Вестник МАНЭБ".

Современный человек живёт в мире опасностей - природных, технических, экологических и др. Опасности часто взаимодействуют между собой и тем самым зачастую усугубляют последствия. Например, разрушительная сила землетрясения становится причиной массовых жертв, что, в свою очередь, может привести к распространению опасных инфекций.

В мире растёт число аварий, пожаров и катастроф. В них гибнет намного больше людей, чем на производстве. Отмечается рост числа стихийных бедствий. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в мире растёт заболеваемость неврозом (с 1909 по 1974 год в 24 раза). В мире насчитывается более 500 миллионов инвалидов, каждый пятый стал им в результате несчастного случая.

В России ежегодно под колёсами автомобилей погибает более 30 тысяч человек, примерно 8 тысяч ежегодно погибает на производстве. По количеству смертей от несчастных случаев на каждую тысячу жителей мы в 3 раза опережаем Западную Европу (в России 1,5, а в Западной Европе - 0,5 смертей).

В докладах Министерства по чрезвычайным ситуациям России отмечается, начиная с 1991-92 гг., стремительное ухудшение безопасности во всех отраслях народного хозяйства и других сферах жизни общества.

Бедствия часто носят интернациональный характер. Например, авария на заводе "Юнион Карбайд", построенного Англией на территории Индии, в 1984 году унесла жизни 3150 человек. Аварии с нефтяными танкерами катастрофичны для побережий многих стран, катастрофа на Чернобыльской АЭС затронула практически большинство стран мира. По решению 42-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН, с 1991 года объявлено десятилетие по уменьшению риска стихийных бедствий и катастроф.

Внимание к условиям деятельности человека, в том числе к вопросам защиты его здоровья, отмечается на самых ранних стадиях развития человечества. Некоторые научные труды Аристотеля (384-322 гг. до н.э.), Гиппократа (460-377 гг. до н.э.) и других учёных древности посвящены изучению условий труда. Медик эпохи Возрождения Парацельс (1493-1541) изучал опасности в горном деле. Многим он известен по изречению: "Всё есть яд, и всё есть лекарство, только одна доза делает вещество ядом, другая лекарством". Немецкий врач и металлург Агрикола (1494-1555) изложил вопросы охраны труда в работе "О горном деле".

Итальянский врач Рамацпини (1633-1714) рассмотрел вопросы профессиональной гигиены в книге "О болезнях ремесленников". Ряд основополагающих работ по безопасности труда в горном деле подготовлены М. Ломоносовым (1711-1765). Основы гигиены труда изложены Ф. Эрисманом (1842-1915) в книге "Профессиональная гигиена физического и умственного труда".

Эти же вопросы рассмотрел И. Сеченов в книге "Очерк рабочих движений человека". Целая плеяда выдающихся учёных занималась проблемами безопасности в конце XIX- начале XX века, т.е. с началом интенсивного развития промышленности. Из международного опыта можно отметить следующее.

Во всех высокоразвитых странах в последние годы уделяется всё возрастающее внимание к совершенствованию подготовки кадров, ориентированных на работу в качестве специалистов и руководителей производств с высоким риском, а также разнообразных служб безопасности, экспертизы и страхования.

В развитых странах охрана труда экономически выгодна, а статус специалиста в области безопасности значительно выше, чем других специальностей.

1.2 Основные определения

Безопасность жизнедеятельности - область знаний, в которой изучаются опасности, угрожающие человеку, закономерности их проявлений и способы защиты от них.

Деятельность - это необходимое условие существования человеческого общества.

Труд - высшая форма человеческой деятельности.

Существует следующее определение человека: это "Homo agens", т.е. человек деятельный.

Тогда наиболее общее определение БЖД: это техническая дисциплина, изучающая способы и возможности сохранения здоровья и безопасности человека в его среде обитания, при любых видах деятельности.

Формы деятельности разнообразны и охватывают практические, духовные и интеллектуальные процессы, протекающие во всех сферах жизни человека. Процесс деятельности, в общем виде, состоит из двух элементов, имеющих обратные связи, обусловленные общим законом реактивности материального мира.

ЧЕЛОВЕК		СРЕДА ОБИТАНИЯ

Рис. 1. Схема взаимодействия человека с окружающим миром

Система "Человек - Среда обитания" имеет две цели:

достижение определённого эффекта;

исключение нежелательных последствий.

К нежелательным последствиям отнесём пожары, аварии и т.п.

Опасность - это явления или процессы, вызывающие такие нежелательные последствия.

Различают опасности реальные и потенциальные, то есть скрытые.

Например, печь в палатке или геодезический сигнал большой высоты потенциально опасны, а пожар или падение с сигнала - это реализованная, т.е. реальная опасность.

Потенциальную опасность представляют в России ядовитые вещества, которых уже скопилось более 1,5 миллиарда тонн или 300 тысяч тонн химического оружия фашистской Германии, затопленного в Балтийском море в 1945 году. Подобных примеров очень много в мире.

Реализация потенциальной опасности происходит через определённые условия, то есть причины. Потенциальная опасность автотранспорта реализуется, например, через нарушение правил дорожного движения.

Риск - это частота реализации опасности, это количественная оценка опасности.

Существует аксиома - любая деятельность потенциально опасна. В то же время считается, что уровнем опасности (риском) можно управлять. Это привело к понятию "приемлемый риск". В основе приемлемого риска лежит осознание недостижимости абсолютной безопасности.

Безопасность - это такое состояние системы (деятельности), когда проявление опасности, то есть её реализация, исключена с определенной (допустимой) вероятностью.

Безопасность - это цель, а БЖД - средство (пути, методы) её достижения.

В мире отмечается разный подход к обеспечению безопасности. Ранее в России все мероприятия по охране труда в технике безопасности имели цель - обеспечить безопасные условия труда. В странах с развитой экономикой чаще всего ставится задача обеспечить допустимый уровень риска, при этом степень риска, зачастую, определяется законодательно.

В Голландии, например, существуют карты риска, которые используются уже на стадии проектирования строительства предприятия - определяется конечный риск негативного воздействия на человека и окружающую природную среду, при этом учитывается уже существующий риск на данной территории. В случае превышения допустимого уровня риска проект отклоняется, но возможны и компенсационные выплаты населению за превышение допустимого уровня риска.

БЖД решает три взаимосвязанные задачи:

идентификация опасностей, т.е. их распознавание;

защита от опасностей на основе сопоставления затрат и выгод;

ликвидация возможного, остаточного, сверхдопустимого риска.

Понятие "опасность" поглощает существующее стандартное определение "Опасные и вредные производственные факторы", так как учитывает все виды деятельности человека.

Потенциальную опасность хранят все системы, имеющие энергию, химические или биологические активные компоненты.

Существует наука таксономия, занимающаяся классификацией и систематизацией сложных явлений (объектов). Поскольку опасность - явление сложное, то допустимо введение понятия таксономия опасностей.

Таксономия опасностей полностью не разработана, так как развитие науки и техники постоянно приносят в жизнь человека всё новые виды опасностей.

Примеры таксономии опасностей

По природе происхождения опасности разделяются на природные, технические, антропогенные, экологические и смешанные.

По официальному стандарту (ГОСТ 12.1.0.003-74) - опасности могут быть физическими, химическими, биологическими и психофизиологическими.

По локализации - опасности могут быть связанные с литосферой, гидросферой, атмосферой и космосом.

По ущербу - опасности могут сопровождаться социальным, техническим, экологическим и другими видами ущерба.

Разработана номенклатура опасностей, например, по алфавиту: "... алкоголь, аномальная температура воздуха, аномальная подвижность воздуха, аномальное барометрическое давление, аномальное освещение, вакуум, взрыв, взрывчатые вещества, вибрация, вода, качка, кинетическая энергия, коррозия, лазерное излучение, листопад и т.д.".

Квантификация опасностей - это количественная оценка опасностей (возможна в числах, баллах и др.). Опасность часто оценивают степенью риска.

Идентификация опасностей - это процесс обнаружения опасностей и установления их характеристик (количественных, временных, пространственных и др.).

При идентификации опасностей устанавливают и выявляют номенклатуру опасностей, вероятность их проявления, пространственную локализацию, возможный ущерб и другие характеристики, необходимые для решения проблемы безопасности.

Реализация опасности всегда идёт через триаду:

"ОПАСНОСТЬ - ПРИЧИНЫ - НЕЖЕЛАТЕЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ".

Например, яд - это потенциальная опасность, ошибка провизора - это причина, а отравление - нежелательное последствие.

Опасность, причины и нежелательные последствия - это основные характеристики таких событий, как пожар, несчастный случай, дорожно-транспортное происшествие и т.п.

1.3 Системный анализ безопасности

Системный анализ - это совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам (например, обеспечение безопасности).

Система - это совокупность взаимосвязанных компонентов, взаимодействующих между собой таким образом, что достигается определённый результат (цель).

Под компонентами (элементами, составными частями) системы будем понимать не только материальные объекты, но и отношения, связи.

Система управления, где один из элементов - человек-оператор, называется эргатической.

Например, вездеход - это техническая система, а пожар - системное явление, где компонентами являются горючее вещество, окислитель и источник воспламенения.

Цель системного анализа опасности состоит в том, чтобы выявить причины, влияющие на появление нежелательных событий (аварий, катастроф) и разработать предупредительные мероприятия, уменьшающие вероятность их появления (повторения).

Известно, что реализация потенциальной опасности возможна через "причины". Чаще всего имеется целый ряд причин, способствующих проявлению опасности. Причины обычно связаны и образуют совместно с опасностями цепные структуры. Графическое изображение таких структур напоминает ветвящееся дерево.

За рубежом при анализе безопасности объектов используют понятия: "дерево причин", "дерево отказов", "дерево событий", "дерево опасностей" и др. В построенных "деревьях", как правило, есть ветви причин и ветви опасностей, что соответствует закону причинно-следственных связей в природе.

Построение "деревьев" считается исключительно эффективным методом расследования и анализа аварий, травм, пожаров и т.п., поскольку построенное "дерево" даёт целостное представление картины исследуемых нежелательных событий. При этом, если мы будем вводить вероятностные характеристики реализации отдельных событий, тогда "дерево" можно существенно упростить, поскольку можно пренебречь мало вероятными событиями (причинами) и появляется возможность расчёта вероятности наступления любого нежелательного события.

Для построения "деревьев" приняты соответствующие обозначения элементов и логических операций.

Например:

И - логическая операция (И) указывает, что выходное событие произойдёт, если все входные события произойдут одновременно;

ИЛИ - логическая операция (ИЛИ) указывает, что для проявления выходного события достаточно свершения любого из входных событий;

А, Б и т.д. - входные события;

- выходное событие.

Пример 1.

Пожар произойдёт, если одновременно произойдут два события (логическая операция И) - появится горючее вещество и источник зажигания.



Рис. 2. Схема реализации логической операции "И"

Вероятность реализации события при логической операции (И) можно получить по формуле:

В(пожара) = В(А)·В(Б), (1.1)

где В - вероятности событий входящих (А и Б) и выходящего (пожар).

Пример 2.

Дорожно-транспортное происшествие наступит, если произойдёт любое из событий - правило движения нарушит пешеход или нарушение допустит водитель.

Рис. 3. Схема реализации логической операции "ИЛИ"

Вероятность реализации события при логической операции (ИЛИ) можно получить по следующей формуле:

В(ДТП) = В(А) + В(Б) - В(А)· В(Б). (1.2)

Анализ безопасности, выполненный до наступления нежелательных последствий, называется априорным. Цель - предупреждение аварий, катастроф, пожаров и т.п.

Анализ безопасности, выполненный после наступления нежелательных последствий, называется апостериорным. Цель - разработка рекомендаций, направленных на предупреждение (не повторение) подобных событий.

1.4 Психофизиологические особенности человека

1.4.1 Основные понятия

Физиология (от греческих: physis - природа и logos - учение, наука), наука о жизнедеятельности, как целостного организма, так и его отдельных частей - клеток, органов, функциональных систем.

Применительно к животным и человеку, эта наука ставит основной задачей изучение нервной системы. Среди видных российских физиологов можно отметить И. Сеченова и И. Павлова.

Физиология труда - это наука, изучающая функционирование человеческого организма во время трудовой деятельности.

Инженерная психология (психология труда) - это область психологической науки, изучающая деятельность человека в системах управления и контроля, его информационное взаимодействие с техническими системами. Целью инженерной психологии является использование полученных знаний при проектировании, создании и эксплуатации систем "Человек - Машина".

Человек, взаимодействуя с окружающей средой, постоянно подвергается риску воздействия опасностей. За миллионы лет в ходе эволюционного и социального развития у человека выработалась достаточно надёжная естественная система защиты от опасностей. Так, например, в обеспечении безопасности человека важную роль играют рефлексы. По наследству передаются безусловные рефлексы (чувство настороженности, поиск пищи), которые заставляют бороться за жизнь.

В процессе жизненного опыта, для успешной борьбы с опасностями, вырабатываются условные рефлексы. Благодаря условным рефлексам, человек, организуя свою защиту, предупреждает воздействие опасности. В охране труда широко применяют световую, звуковую, цветовую информацию, которая позволяет выработать условные рефлексы.

Нервная система человека подразделяется на центральную и периферическую нервные системы. Центральная нервная система - головной и спинной мозг - представляет собой скопления миллиардов нервных клеток. С нервными волокнами связаны особые чувствительные аппараты, воспринимающие сигналы, которые поступают из внешнего мира и из внутренней среды организма. Эти чувствительные аппараты академик И. Павлов назвал анализаторами. Работа анализаторов специализирована: одни реагируют на холод, другие - на тепло, третьи предназначены для восприятия боли и т.д.

Анализаторы превращают энергию раздражителей в нервные импульсы, которые со скоростью 120 метров в секунду поступают по нервам в центральную нервную систему. Здесь происходит распознавание нервных импульсов и выработка приказов для исполнительных органов - мышц и желез. Нервная система, тем самым, приводит организм в равновесие с окружающей средой.

В вопросах зашиты от опасностей большое значение имеет время реакции организма на раздражители. Например, время реакции человека на укол примерно от 0,13 до 0,89 с, на свет и звук - 0,12-0,22 с. Для различных людей и разных анализаторов время реакции на раздражители не одинаково, поэтому при решении задач в области безопасности труда обычно учитывают среднее время реакции.

Важная особенность анализаторов - парность одноимённых органов чувств (два глаза, два уха), за счёт чего обеспечивается высокая надёжность работы анализаторов.

Анализаторы отличаются высокой чувствительностью. Наилучшая чувствительность в области средней интенсивности раздражителя.

Различают нижний и верхний порог чувствительности. При интенсивности раздражителя выше верхнего порога чувствительности, происходит расстройство работы анализатора, сопровождающееся ощущением боли (яркий свет, громкий звук).

При конструировании органов управления машинами и механизмами, а также различных защитных устройств, кроме физиологических особенностей нервной системы необходимо учитывать возможности двигательного аппарата человека. Сила сокращения наших мышц колеблется в широких пределах. Например, номинальная величина силы кисти - 450-650 ньютонов (Н). Тренированная кисть может показать силу до 900 Н. Сила сжатия в среднем составляет 450-500 Н. Ниже, в таблице 1, приведены некоторые значения усилий, применяемые для органов управления машинами и механизмами.

Таблица 1. Значения оптимальных усилий для некоторых органов управления

Органы управления	Величина усилия, требуемая от человека в(Н)
Рукоятки	20 - 40 (оптимальная) 100 (максимальная)
Тумблеры, переключатели: лёгкого типа; тяжёлого типа.	10-20 60-120
Ножные педали управления: редко используемые; часто используемые.	до 300 20-50
Рычаги ручного управления машиной: периодически используемые; часто используемые.	120-160 20-40

Скорость, развиваемая движущимися руками человека, находится в пределах от 0,01 до 8000 см/с и зависит от направления движения: вертикальные движения рукой и движения к себе осуществляются быстрее, чем горизонтальные и движения от себя. Чаще всего человек работает руками со скоростью 5-800 см/с.

1.4.2 Характеристика анализаторов человека

Для поддержания системы "Человек - Среда обитания" в безопасном состоянии необходимо согласовывать действия человека с элементами окружающей среды. Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи органов чувств.

Органы чувств - это сложные сенсорные системы (анализаторы), включающие воспринимающие элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение.

Основной характеристикой анализатора является чувствительность, которая характеризуется величиной порога ощущения. Различают абсолютный и дифференциальный пороги ощущения.

Абсолютный порог ощущения - это минимальная сила раздражения, способная вызвать появление реакции.

Дифференциальный порог ощущения - это минимальная величина, на которую нужно изменить раздражение, чтобы вызвать изменение ответа. Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя.

Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом. Рассмотрим некоторые анализаторы, влияющие на условия безопасной деятельности человека.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Примерно от 70 до 90% информации о внешнем мире человек получает через зрение. Орган зрения - глаз - обладает высокой чувствительностью. Изменение размера зрачка от 1,5 до 8 мм позволяет глазу менять чувствительность в сотни тысяч раз. Сетчатка глаза воспринимает излучения с длиной волн от 380 (фиолетовый цвет) до 760 (красный цвет) нанометров (миллиардных частей метра).

При обеспечении безопасности необходимо учитывать время, требуемое для адаптации глаза. Приспособление зрительного анализатора к большей освещённости называется световой адаптацией. Она требует от 1-2 до 8-10 минут. Приспособление глаза к плохой освещённости (расширение зрачка и повышение чувствительности) называется темповой адаптацией и требует от 40 до 80 минут.

В период адаптации глаз деятельность человека связана с определённой опасностью. Чтобы исключить необходимость адаптации или уменьшить её влияние, в производственных условиях не разрешается использовать только одно местное освещение. Необходимо применять меры для защиты человека от слепящего действия источников света и различных блестящих поверхностей, устраивать тамбуры при переходе из тёмного помещения (например, в фотолабораториях) в нормально освещённое и др.

Зрение характеризуется остротой, то есть минимальным углом, под которым две точки ещё видны как раздельные). Острота зрения зависит от освещённости, контрастности и других факторов. В основе расчёта графической точности лежит физиологическая острота зрения.

Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160 градусов, по вертикали: вверх - 55-60 градусов, вниз - 65-72 градуса. Зона оптимальной видимости (учитывается при организации рабочего места) ограничена полем: вверх - 25 градусов, вниз - 35 градусов, вправо и влево - по 32 градуса.

Ошибка оценки расстояния до 30 метров в среднем составляет 12%.

Ощущение, вызванное световым сигналом, сохраняется в глазу за счёт инерции зрения до 0,3 секунды. Инерция зрения порождает стробоскопический эффект - ощущение непрерывности движения при частоте смены изображения примерно 10 раз в секунду (кинематография), зрительное восприятие вращения колес автомобиля в обратном направлении и другие оптические иллюзии.

Стробоскопический эффект может быть опасным. Например, вследствие своей безынерционности, опасную ситуацию могут создать газоразрядные лампы освещения. Колебания электрического напряжения создают колебания светового потока. Кажущаяся остановка вращающегося предмета наблюдается при равенстве частот вращения объекта и колебаний света. Когда частота вспышек света больше числа оборотов вращающегося предмета, создаётся иллюзия вращения в противоположную от реальности сторону.

Светочувствительные клетки (анализаторы) глаза по форме напоминают маленькие палочки и колбочки. В сетчатке человека имеется около 130 миллионов палочек и 6-7 миллионов колбочек. Благодаря палочкам человек видит ночью, но зрение бесцветное (ахроматическое), почему и возникло выражение: "Ночью все кошки серые". И наоборот - днём главная роль принадлежит колбочкам, соответственно, днём зрение цветное (хроматическое).

С позиции безопасности должны учитываться все отклонения от нормы в восприятии цвета. К этим отклонениям относятся: цветовая слепота, дальтонизм и гемералопия ("куриная слепота"). Человек, страдающий цветовой слепотой, воспринимает все цвета как серые. Дальтонизм - частный случай цветовой слепоты. Дальтоники обычно не различают красный и зелёный цвета, а иногда жёлтый и фиолетовый. Им эти цвета кажутся серыми.

Статистически примерно 5% мужчин и 0,5% женщин являются дальтониками. Люди, страдающие дальтонизмом, не могут работать там, где в целях безопасности используются сигнальные цвета (например, водителями). Человек, страдающий гемералопией, теряет способность видеть при ослабленном (сумеречном, ночном) освещении.

Цвета оказывают на человека различное психофизиологическое воздействие, что необходимо учитывать при обеспечении безопасности и в технической эстетике.

ОСЯЗАНИЕ

Кожа - сложный орган, выполняющий множество защитно-оборонительных функций. Она защищает кровь от проникновения в нее химических веществ, предотвращая отравление организма, исполняет роль регулятора температуры тела, охраняя организм от перегрева и переохлаждения.

Кожа служит первым защитным барьером в момент прикосновения токоведущего проводника к телу. Обладая большим электрическим сопротивлением, достигающим иногда десятки тысяч Ом, кожа, в первый момент, препятствует прохождению электрического тока через внутренние органы, что позволяет включиться другим видам защиты организма.

Функциональное нарушение 30-50% кожного покрова, при отсутствии специальной медицинской помощи, приводит к гибели человека.

На коже имеется примерно 500 тысяч точек - тактильных анализаторов, воспринимающих ощущения, возникающие при воздействии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Кроме этого, на коже имеются неравномерно распределённые анализаторы, воспринимающие боль, тепло и холод.

Наиболее высокая чувствительность на дистальных частях тела (наиболее удалённых от оси тела).

Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Характерная его особенность - быстрое развитие адаптации (привыкания), т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя, для различных участков тела оно колеблется от 2 до 20 секунд. Благодаря адаптации мы не чувствуем прикосновение одежды к телу.

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, достигаемой терморегуляцией. Температура кожи ниже внутренней температуры тела (примерно З6,6°С) и различна для отдельных участков (на лбу 34-35, на лице 20-25, на животе 34, на стопах ног 25-27°С).

В коже человека находятся два вида анализаторов температуры: одни реагируют только на холод, другие - только на тепло. Всего на коже около 30 тысяч тепловых точек и примерно 250 тысяч точек холода.

Порог восприятия тепла и холода различен, например, тепловые точки различают разницу температуры в 0,2, а точки холода в 0,4°С. Время, необходимое для ощущения температуры, примерно 1 секунда. Температурные анализаторы, защищая организм от перегрева и переохлаждения, помогают сохранять постоянную температуру тела.

ОБОНЯНИЕ

Запах может служить сигналом, предупреждающим об опасности. Всем известно, как опасны газы. Для распознавания опасных газов, не имеющих запаха, к ним добавляют специальные сильно пахнущие вещества - одоранты. Широко распространённых приборов для измерения силы запаха пока нет. Однако наш нос мгновенно чувствует даже самые малые доли пахучих веществ.

У человека около 60 миллионов обонятельных клеток. Они располагаются в слизистой оболочке носовых раковин на площади примерно в 5 см². Клетки покрыты огромным количеством волосков длиной 30-40 ангстрем (3-4 нанометра). Площадь их соприкосновения с пахучими веществами - 5-7 м². От обонятельных клеток отходят нервные волокна, посылающие сигналы о запахах в мозг.

Если на анализаторы попадает вещество, опасное для жизни или угрожающее здоровью человека (эфир, нашатырный спирт, хлороформ и т.д.), рефлекторно замедляется или кратковременно задерживается дыхание.

ВОСПРИЯТИЕ ВКУСА

В физиологии и психологии принята четырёхкомпонентная теория вкуса, согласно которой вкус имеет четыре основных вида: сладкий, солёный, кислый и горький. Все остальные вкусовые ощущения - комбинация основных видов.

Вкус воспринимается специальными клеточными образованиями (похожими на луковицы), находящимися в слизистой оболочке языка.

Различительная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, тем не менее, вкусовые ощущения играют предупредительную роль в обеспечении безопасности.

Вкусовой анализатор примерно в 10 тысяч раз грубее обоняния, индивидуальное восприятие вкуса может различаться до 20%.

Попавшим в экстремальную ситуацию можно воспользоваться рекомендацией йогов: пробуя незнакомую пищу, постарайтесь как можно дольше держать её во рту, медленно пережёвывая и прислушиваясь к своим ощущениям. Если появится явное желание проглотить, тогда попробуйте рискнуть.

МЫШЕЧНОЕ ЧУВСТВО

В мышцах человека есть специальные рецепторы. Их называют проприоцепторами (от латинского proprius - собственный). Они посылают сигналы в мозг, сообщая о том, в каком состоянии находятся мышцы. В ответ мозг направляет импульсы, координирующие работу мышц. Мышечное чувство, учитывая воздействие гравитации, "работает" постоянно. Благодаря ему человек принимает более удобную позу.

В определённой степени от удобного положения тела человека зависит его работоспособность, а в некоторых случаях - и безопасность.

БОЛЕВАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Боль - сигнал тревоги для организма, призыв к борьбе с опасностью. Боль воспринимают любые анализаторы, если превышен верхний порог чувствительности, но есть и специальные рецепторы в слое кожи - болевые. На одном квадратном сантиметре кожи имеется до 100 болевых точек - оголённых окончаний нервов.

Боль может быть опасной, например, при болевом шоке, который осложняет деятельность организма по самовосстановлению.

Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс удаления от раздражителя. Под влиянием боли перестраивается работа всех систем организма.

Пример порога болевой чувствительности:

кожа живота - 20г/мм²;

кончики пальцев - 300 г/мм².

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР И ВИБРАЦИОННАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Мир наполнен звуками. Звуковая волна характеризуется уровнем интенсивности и частотой, что субъективно воспринимается как громкость и высота звука. Звуки доставляют человеку многочисленную информацию. Некоторые звуки исполняют роль сигналов, предупреждающих об опасности.

Человеческое ухо очень чувствительно. Оно способно воспринимать такие изменения давления, которые происходят при подъеме от поверхности земли на высоту всего 8 миллиметров.

Ухо по своему строению делится на три части: наружное, среднее и внутреннее, и выполняет две функции: восприятие звуков и сохранение равновесия тела.

Ушная раковина способствует улавливанию и определению направления звуков. Барабанная перепонка имеет толщину около 0,1 миллиметра. Под влиянием звукового давления перепонка колеблется. За перепонкой находится среднее ухо и далее внутреннее ухо, заполненное особой жидкостью, с двумя органами - органом слуха и вестибулярным аппаратом.

Орган слуха имеет около 23 тысяч клеток - анализаторов, в которых звуковые волны превращаются в нервные импульсы, идущие в мозг. Человеческое ухо воспринимает звуки частотой от 16-20 герц (Гц) до 20-22 кГц. Интенсивность звуков принято измерять в таких относительных единицах, как белы и децибелы (дБ).

Пороги восприятия звука человеком схематично показаны на рисунках 4 и 5.

Область инфразвука	Воспринимаемый диапазон	Область ультразвука
	Оптимальный диапазон
16 Гц	(0,7-6 кГц)	20кГц

Рис. 4. Восприятие звука по частоте

Подпороговые звуки	0 дБ	140 дБ	Травмирующие звуки
	Порог ощущения	Болевой порог

Рис. 5. Восприятие звука по интенсивности (громкости)

Более подробно характеристики звука изучаются при выполнении лабораторной работы "Производственный шум и вибрация".

Важная особенность слуха - бинауральный эффект - возможность определения направления звука. Звук доходит до ушной раковины, обращённой к источнику звука, быстрее, чем до другой, более удалённой. У людей, глухих на одно ухо, бинауральный эффект отсутствует. Бинауральный эффект мало помогает при поступлении звука сверху.

Вестибулярный аппарат - орган, обеспечивающий сохранение равновесия. Для ряда профессий состояние вестибулярного аппарата имеет особенно важное значение (моряки, лётчики, некоторые виды геодезических работ и т.д.).

Вредное влияние вибраций на человека заключается в их локальном раздражающем и повреждающем воздействии на ткани и содержащиеся в них рецепторы. Поскольку эти рецепторы связаны с центральной нервной системой, их рефлекторное действие оказывает влияние на различные системы организма.

При низких частотах механических колебаний (до 10 Гц), вибрации охватывают весь организм независимо от расположения их источника. Систематическое воздействие низкочастотных вибраций обычно поражает мышцы человека.

При воздействии высокочастотных вибраций зона их распространения ограничивается местом контакта, что вызывает изменения в стенках кровеносных сосудов и приводит к нарушению сосудистой системы.

Воздействие общей вибрации с частотой от 4-5 до 8-12 Гц связано с явлением резонанса (увеличением амплитуды колебаний отдельных органов тела человека), поэтому воздействие этих частот имеет наиболее негативные последствия.

Вибрации воздействуют на сенсорную систему. Общие вибрации ухудшают остроту и сужают поле зрения, снижают светочувствительность глаз и нарушают вестибулярную функцию. Воздействие локальных вибраций снижает вибрационную, тактильную, температурную, болевую и проприопептивную чувствительность.

Интенсивная вибрация при продолжительном воздействии приводит к серьёзным изменениям деятельности всех систем организма и, при определённых условиях, может вызвать тяжёлое заболевание - виброболезнь.

Вибрация ощущается в диапазоне частот от 1 до 10 000 Гц. Наиболее высокая чувствительность к частотам от 200 до 250 Гц. При увеличении или уменьшении частоты вибрации чувствительность снижается. Пороги вибрационной чувствительности неодинаковы для различных участков тела.

1.4.3 Формы трудовой деятельности и энергетические затраты человека

Виды трудовой деятельности человека можно классифицировать следующим образом.

Труд, требующий значительной мышечной активности.

Групповая форма (конвейер), сопровождающаяся монотонностью, ритмом, определённым темпом, и зачастую связана с быстрым утомлением и нервным истощением.

Механизированные формы труда.

Автоматизированный труд. Характеризуется монотонностью и утратой творческого начала.

Умственный труд. Характеризуется повышенным вниманием, большим объёмом информации, повышенным сенсорным напряжением, эмоциональностью, нервным напряжением, усиленным минеральным обменом в клетках мозга, возможностью стрессовых ситуаций.

В свою очередь умственный труд имеет следующие формы.

Труд диспетчера (повышенное нервное напряжение вследствие большой личной ответственности, особенно на атомных электростанциях (АЭС) и в авиации).

Управленческий труд (личная ответственность, большой объём информации).

Творческий труд (эмоциональное напряжение, память, внимание).

Труд преподавателя, медработника (контакт с людьми, большой объём информации, эмоциональное напряжение).

Труд студентов и учащихся (повышенное внимание, память, стрессовые ситуации).

Любой вид трудовой деятельности имеет следующие фазы изменения трудоспособности:

1 фаза - врабатывание (для физического труда затраты времени от нескольких минут до 1,5 часа, для умственного труда до 2,5 часов);

2 фаза - высокая работоспособность (примерно 2-2,5 часа);

3 фаза - снижение работоспособности (характеризуется утомлением, ухудшением внимания, расстройством слухового и зрительного анализаторов, увеличением числа ошибок).

Статистически самая высокая производительность труда отмечается в такие дни недели как вторник, среда и четверг.

Работоспособность человека зависит также от смены и времени внутри смены:

максимальная работоспособность в 1 смене с 8 до 12 часов, во второй смене с 14 до 17 часов;

минимальная работоспособность отмечается в ночной смене, примерно с 3 до 5 часов.

При организации своего труда желательно соблюдать следующие рекомендации:

рабочее место должно отвечать требованиям эргономики и технической эстетики;

сочетать физический труд с умственным, соблюдать чередование работы и отдыха, учитывая, что умственный труд требует более частых, но коротких перерывов, а физический наоборот.

Традиционный, официально принятый подход к проблеме восстановления энергетических затрат человека гласит, что на определённый объём работы необходимо затратить определённое количество энергии, которая, в свою очередь, должна быть восстановлена строго определённым количеством пиши.

По существу, пищеварение представляется "печью", где сжигаются "дрова" - белки, жиры и углеводы, имеющие рассчитанное количество энергии (1 грамм жира даёт 9,3 ккал, 1 грамм углеводов и 1 грамм белка - по 4,1 ккал). В соответствии с этим энергия расходуется:

на обеспечение жизнедеятельности (вместе с терморегуляцией) - примерно 50-60% (1 ккал на 1 кг массы тела в час, а во время сна примерно 0,93 ккал на 1 кг массы тела в час);

на согревание и усвоение пищи - 10-15%;

на трудовую и иную физическую активность - 30-40%.

Энергозатраты - очень лабильный (подвижный) показатель и зависит от многих параметров: пола, возраста, характера производственной деятельности и т.д. Средние величины энергозатрат в зависимости от физической нагрузки при выполнении разного вида работ приводятся в табл. 2.

Таблица 2. Энергозатраты человека

Группа труда	Расход энергии на 1 кг массы тела в сутки, ккал
	Мужчины	Женщины
Интеллектуальный, умственный труд (педагоги, врачи)	35	30
Механизированный труд (токари, аппаратчики)	45	35
Частично механизированный труд (штукатуры)	50	40
Тяжелый физический труд (лесорубы, землекопы)	55	-

При сбалансированном питании энергию организм человека должен получать в среднем:

из углеводов, примерно 63%;

из жиров, ориентировочно 22%;

из белков, примерно 15%.

Ниже, в табл. 3, приведены расчётные нормы необходимого количества калорий, белков, жиров и углеводов в зависимости от тяжести труда.

Таблица 3. Научно обоснованные нормы энергопотребления в день для разных групп взрослого населения (в килокалориях и граммах)

Группа по труду	Возраст	Для мужчин 70 кг	Для женщин 60 кг
		Энергия	Белки	Жиры	Углеводы	Энергия	Белки	Жиры	Углеводы
1. Умственный труд, руководители	18-29 30-39 40-59	2800 2700 2550	81 88 83	103 99 93	378 365 344	2400 2300 2200	78 75 72	83 84 81	324 310 297
2. ИГР, обслуживающий персонал	18-29 30-39 40-59	3000 2900 2750	90 87 82	110 106 101	412 399 378	2550 2450 2350	77 74 70	93 90 86	351 338 323
3. Станочник, шофер, слесарь	18-29 30-39 40-59	3200 3100 2950	96 93 88	117 114 108	440 426 406	2700 2600 2500	81 78 75	99 95 92	371 358 344
4. Строитель, плотник	18-29 30-39 40-59	3700 3600 3450	102 99 95	136 132 126	518 504 483	3150 3050 2900	87 84 80	116 112 106	441 427 406
5. Шахтер, сталевар, землекоп	18-29 30-39 40-59	4300 4100 3900	118 113 107	158 150 143	602 574 546

Дополнения к таблице 3.

При беременности (5-9 месяцев) примерная норма - 2900 ккал и не менее 100 грамм белка.

Кормящая мать - 3200 ккал и не менее 112 грамм белка.

Для жителей северных областей энергопотребление (ккал) рекомендуется увеличить на 10-15% за счёт увеличения нормы потребления жира (на 40%).

Жителям южных областей рекомендуется уменьшить норму энергопотребления на 5% за счёт уменьшения нормы потребления жира.

Расход энергии зависит от условий труда, например, энергозатраты на одну и ту же работу, но выполненную при оптимальной и неудобной позах могут различаться в несколько раз.

На тяжёлых работах и работах с вредными или опасными условиями труда запрещается применение труда женщин и лиц моложе восемнадцати лет (статья N 10 федерального закона "Об основах охраны труда в Российской Федерации).

Самый энергоёмкий орган у человека - головной мозг, при массе примерно 2% от массы тела, он потребляет около 20% от всей поступающей энергии.

Здоровье и работоспособность человека зависят от сохранения постоянной нормальной массы тела.

В мировой статистике отмечается следующее:

превышение массы тела на 20% от нормы увеличивает риск заболеть диабетом в 3-5 раз, повышает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на 60%;

один лишний килограмм массы тела добавляет 1% к риску преждевременной гибели;

с избыточной массой тела живут на 10-12 лет меньше.

Следует учитывать, что если 120 лет назад люди затрачивали на работу более 90% от энергии, расходуемой на физическую активность, то в настоящее время, в экономически развитых странах, примерно 1%.

В России сейчас 26% жителей в расцвете лет и сил страдают ожирением и ещё 24% имеют избыточную массу тела. Однако последние исследования показывают, что для сохранения здоровья человека, чуть-чуть избыточная масса тела всё-таки более предпочтительна, чем её недостаток.

В настоящее время существует много методик для расчета своей нормальной массы тела. Достаточно объективная оценка контроля личной массы тела возможна по индексу Кегле (для мужчин):

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

(1.3)

если: М = 20-25 - нормальная масса тела (для женщин М = 19-23,8);

М = 25-30 - избыточная масса тела;

М = более 30 - начальная стадия ожирения.

1.4.4 Влияние физической нагрузки на физиологию человека

Интенсивные физические нагрузки существенно изменяют функционирование жизненных систем организма человека.

В спокойном состоянии у человека в возрасте 16-45 лет артериальное давление характеризуется минимальным давлением 60-85 мм рт. ст., максимальным давлением 110-125 мм рт. ст. Число сокращений сердца лежит в пределах 60-80 ударов в минуту. При этом прогоняется весь объём крови - 3-5 литров (6-7% от массы тела).

При физической нагрузке возрастает работа сердечно-сосудистой системы, что значительно увеличивает кровоток. За счёт роста ударного объёма и за счёт учащения сокращений, минутный объём сердца (в терминологии медицины) увеличивается в 5-10 раз, то есть с 3-5 до 20-40 литров. При возрастании нагрузки учащение сокращений сердца может достигать 180-240 ударов в минуту. Однако оно оказывается эффективным лишь до уровня 150-190 ударов в минуту. Тяжелый труд увеличивает артериальное давление, при этом минимальное давление меняется мало - на 5-15 мм рт. ст. Максимальное давление растёт до 150 и даже до 200 мм рт. ст.

Частота сердечных сокращений во время работы зависит также от температуры окружающего воздуха. При температуре плюс 30 и выше градусов Цельсия происходит дополнительное учащение сокращений на 10-15 раз в минуту.

При трудовой деятельности в соответствии с увеличением газообмена увеличивается работа дыхательного аппарата. Если в покое вентиляция лёгких составляет 5-8 л/мин при использовании 3-4% кислорода, то во время мышечной работы вентиляция лёгких достигает 100 л/мин, а использование кислорода 4-8%. Частота дыхания увеличивается с 10-20 до 30-40 раз в минуту.

Мышечная работа вызывает у работающего человека перестройку терморегуляции за счёт усиления энергозатрат и обмена веществ. Так, известно, что при ходьбе со средней скоростью повышение температуры тела составляет около 0,5-0,6 градусов, после продолжительного и быстрого бега температура тела может повыситься до 39-40 градусов. При тяжёлой физической работе температура тела может повыситься на 1,5-2,5 градуса, что может привести к тепловому удару в случае затруднения теплоотдачи.

Тяжёлая физическая нагрузка влияет на функции эндокринной системы. Причём при длительной работе могут включиться защитные функции организма и вновь произойти изменения в работе эндокринной системы.

Физическая работа приводит к уменьшению содержания в крови инсулина (поджелудочная железа) и адреналина (надпочечники). Следует отметить, что на изменение работы эндокринной системы большое влияние может оказывать психическая напряжённость труда (лётчики, гонщики).

Работа, как раздражитель, изменяет состав крови. Увеличивается число эритроцитов (норма для мужчин 4,5-5,5, для женщин 3,9-4,7 млн./мм³), повышается содержание гемоглобина (показатель нормы для мужчин 130-160, для женщин 120-140), увеличивается общее число лейкоцитов (норма 4-9 тыс./мм³). Однако очень тяжёлая работа может способствовать уменьшению содержания эритроцитов и гемоглобина.

Тяжелый труд приводит к повышенной влагопотере. В покое человек через дыхание и почки выводит из организма влаги примерно 40 г/ч, а при физической активности этот показатель возрастает до 300 г/ч.

Тяжёлый труд в неблагоприятных условиях приводит к потоотделению до 6-10 литров в смену (сталевары).

1.4.5 Психические особенности человека

Известно, что проблемы аварийности и травматизма нельзя решить только инженерными методами, поскольку причиной опасности могут быть:

низкий уровень профессиональной подготовки;

недостаток в воспитании;

нетребовательность к соблюдению правил безопасности;

допуск к опасным видам работ лиц с повышенным травматизмом;

пребывание людей в состоянии утомления, опьянения или наркотического воздействия.

Статистика свидетельствует, что примерно 60-90% травм в быту и на производстве происходят по вине самих пострадавших. Поэтому изучение таких психических качеств личности, как эмоциональность, темперамент, воля, характер, интеллектуальность и мораль, позволит изучить психическое состояние в процессе деятельности и снизить риск воздействия опасных факторов.

Психология труда зарождалась в процессе изучения соответствия профессиональных навыков требованиям рабочего места и основывалась на принципах и методах индивидуальной психологии.

Одним из направлений психологии труда, является конструирование с учётом человеческого фактора. Основная цель исследований в этом направлении - изучение системы "Человек - Машина". Исследования в этой области были сосредоточены на трёх основных процессах взаимодействия человека с машиной:

получение информации;

принятие решения;

выполнение действий.

Исследования показывают, что психическое состояние человека непостоянно и разнообразно во времени. Психическое напряжение даёт положительный эффект до определённого предела, если предел превышен, то работоспособность может упасть до минимума. Например, для оператора ЭВМ наилучшая работоспособность отмечается при эмоциональном напряжении 40-60% от максимума.

При запредельном эмоциональном состоянии отмечается резкое снижение работоспособности, утрата координации, появляются ненужные вредные формы поведения. Различают два типа поведения при запредельном психическом состоянии:

тормозной - замедленность реакции, скованность;

возбудимый - гиперактивность, раздражительность, грубость.

Психические состояния, характеризующиеся снижением настроения, апатией, депрессией могут длиться месяцы и даже годы. В этом случае снижается внимание, ослабляется самоконтроль, что может привести к травмированию.

Изменение психического состояния человека возможно от длительного употребления алкоголя, лекарств, содержащих наркотические вещества, стимуляторов, успокоительных средств и т.п. В этом случае риск получить травму возрастает многократно, так, например, в 64% случаев со смертельным исходом на производстве пострадавшие были в состоянии опьянения, 40-60% всех дорожно-транспортных происшествий произошли в состоянии опьянения участников ДТП.

Инженерная психология в работе использует следующие методы:

опрос (анкетирование);

наблюдение за ходом рабочего процесса;

эксперимент;

психофизиологическое тестирование;

оценка личности (направленность личности, моральный облик, опыт и уровень знаний, индивидуальные особенности и др.).

Методы инженерной психологии применяют при организации трудового процесса: рационализации, нормировании, профессиональном отборе, обучении и изучении психологических особенностей труда.

Одним из важных направлений психологии труда является подбор, расстановка и обучение кадров. Позитивным моментом здесь является возможность получения объективных методов подбора кадров, позволяющих работодателю опираться на данные исследования психофизиологических особенностей кандидата. Существует множество тестов, которые могут быть использованы при отборе и выдвижении работников. Работодателям целесообразно широко практиковать тесты оценки личностных качеств, тесты продуктивности работы и различные методы интервьюирования.

Тестирование применяется не только для подбора кадров, но и для разрешения проблем по распределению работы, для консультаций по выбору профессии или рода занятий, а также в качестве средства клинического обследования для постановки диагноза и поиска средств повышения адаптационных возможностей работника в производственных условиях.

Результаты исследований в области психологии труда (инженерной психологии) целесообразно применять в эргономике, технической эстетике и научной организации труда.

1.5 Эргономические основы безопасности жизнедеятельности

Безопасность жизнедеятельности является комплексной дисциплиной, опирающейся на разработки и достижения разных наук. Одной из таких наук является эргономика. Термин "эргономика" впервые ввел польский естествоиспытатель В. Ястшембовски в 1857 году, а в начале XX века российские учёные В. Бехтерев и В. Мясищев обосновали необходимость создания научной дисциплины - "Эргонологии".

Эргономика занимается вопросами повышения эффективности целенаправленной деятельности человека. Эргономика, в основном, изучает человека во время трудовой деятельности. Однако существуют такие направления, как "Эргономика в быту", "Эргономика спорта" и др.

Эргономика исследует взаимодействие человека с искусственной (технической) средой. При этом человеку свойственны некоторые ограничения, которые конструктору необходимо принимать во внимание. Сложность исследования связана с особенностями человека и разнообразием проектируемых ситуаций, которые следует учитывать. Конструкции, порождающие те или иные ситуации, могут быть как относительно простые (рукоятки инструментов, вспомогательные приспособления), так и чрезвычайно сложные (щиты управления блоками электростанции, приборные панели самолета).

Важной частью эргономики является анатомия человека, которая составляет теоретическую основу антропометрии и биомеханики.

Антропометрия, или измерение человека, позволяет получить данные, необходимые для правильного расположения органов управления и определения размеров рабочих пространств.

На практике любая конструкция рассчитывается на 90% населения, так как крайние точки кривой нормального распределения - это небольшой процент людей в рамках одной группы, размеры которых отличаются от средних значений для данной группы.

Например, факт существования людей ростом более 2 м ещё не является основанием для того, чтобы это учитывать при проектировании высоты потолков. И, напротив, в некоторых случаях необходимо учитывать, что средние размеры человека, в данной группе населения, меняются в зависимости от возраста, пола, национальности и даже от социального и экономического положения.

Например, замечено, что рост работников управленческого аппарата, в среднем, на несколько сантиметров выше, чем неквалифицированных рабочих.

Биомеханика изучает приложение сил телом человека. При этом необходимо учитывать, что:

человека необходимо учить эффективному приложению сил, так как в условиях техносферы инстинктивные способности зачастую не реализуются

человек, в отличие от низших животных, может приложить мышечную силу того же порядка, что и масса тела.

...