Ноксология Белов Скачать

Белов С.В., Симакова Е.Н., Ноксология, Лекции для студентов вузов, обучающихся по направлению Техносферная безопасность (280100 Безопасность.

Ноксология /Техногенные опасности[править] Белов С.В., Симакова Е.Н. Ноксология : учебное пособие для студентов вузов // Выпуск 1.

Белов С.В., Симакова Е.Н., Ноксология, Лекции для студентов вузов, обучающихся по направлению «Техносферная безопасность» (280100 «Безопасность жизнедеятельности» и 280200 «Защита окружающей среды») Суть понятий «опасность», «ноксология», «техносфера». Цели и задачи ноксологии как науки, связь с естественными, техническими и социальными науками Эволюция человечества и окружающей среды. Эволюция опасностей Становление и развитие учения о человеко- и природозащитной деятельности.Что такое БЖД.

Санкт - Петербург Издательство Политехнического университета 2012

Ноксология. ID 7508373. Оставить отзыв первым. 0. 0. У меня это есть. Авторы: Сергей Белов, Елена Симакова. Издательство: Юрайт.

Ефремов С.В., Ковшов СВ., Зинченко А.В., Цаплин В.В. Ноксология. Учеб.. Сергей Викторович Белов под термином « Ноксология » понимает науку.

С. В. Белов, Е. Н. Симакова; под общ. ред. С. В. Белова. Ноксология : учебник для бакалавров. 2-е изд., перераб. и доп.

Министерство образования и науки Российской Федерации САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НОКСОЛОГИЯ Рекомендовано Учебно-методическим объединением по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 280700 – «Техносферная безопасность» Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2012 УДК:504 ББК:20.1я73 Авторы: Ефремов С.В., Ковшов СВ., Зинченко А.В., Цаплин В.В. Ноксология. Учеб. Пособие. Под ред. С.В. Ефремова.- / СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – 250 с. Рецензенты: Заведующий кафедрой безопасность жизнедеятельности СПбГЛТУ, доктор технический наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор О. Н. Русак Профессор кафедры техносферной и экологической безопасности, доктор педагогических наук, профессор ПГУПС Е.И. Ефимова Профессор кафедры управления и защиты в чрезвычайных ситуациях доктор технических наук, профессор В.Н. Тарабанов В пособии изложены основные вопросы ноксологии – науки об опасностях в соответствии с требованиями профессиональных компетенций специалиста в области техносферной безопасности. Рассмотрены теоретические основы ноксологии, Проанализированы основные опасности: природные техногенные, военные. Дана характеристика отходам, как особому виду опасностей.. Рассмотрены общие принципы обеспечения безопасности. Пособие предназначено для бакалавров по направлению «Техносферная безопасность». Табл. 21. Ил. 27. Библиогр.: 89 назв. Печатается по решению редакционно-издательского совета Петербургского государственного политехнического университета. Санкт- © Ефремов С.В., ., Ковшов СВ., Зинченко А.В., Цаплин В.В., 2012 © Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2012 ISBN 978-5-7422-2668-0 1 Оглавление Предисловие…………………………………………………………………… Введение……………………………………………………………………….. Глава 1. Теоретические основы ноксологии………………………………… 1.1. Основные определения и термины ноксологии………………………… 1.1.1. Принципы формирования понятийного ряда ноксологии……………… 1.1.2. Структура понятийного ряда ноксологии……………………………….. 1.2 Законы и аксиомы ноксологии…………………………………………… 1.2.1. Законы ноксологии…………………………………………………………….. 1.2.2 Аксиомы ноксологии…………………………………………………………… 1.3. Принципы и методы ноксологии………………………………………… 1.3.1. Принципы ноксологии…………………………………………………………. 1.3.2. Методы ноксологии…………………………………………………………… Глава 2. Показатели и критерии опасностей………………………………… 2.1 Организационно-технические показатели и критерии ………………… 2.1.1 Критерии и показатели комфортности и опасности…………………. 2.1.2 Понятие о риске………………………………………………………………… 2.1.3 Концепция приемлемого риска……………………………………………….. 2.2 Медико-экологические показатели и критерии опасностей……………. 2.2.1 Негативные последствия влияния опасностей на человека…………… 2.2.2 Заболеваемость и травматизм……………………………………………... 2.2.3 Негативные последствия воздействия опасностей на природу……… 2.3 Социально-экономические критерии опасностей………………………. 2.3.1 Материальный ущерб от опасностей……………………………………... 2.3.2 Социально-демографические критерии оценки опасностей…………... 2.3.3 Демографическая пирамида как отражение влияния различных видов опасностей на общество………………………………………………….……. 2.3.4 Понятие о качестве жизни…………………………………………………... Глава 3. Анализ опасностей…………………………………………………... 3.1 Таксономия опасностей…………………………………………………… 3.1.1 Причины возникновения опасностей, место, уровни и продолжительность их негативного воздействия на человека и природу…………….. 3.1.2 Классификации опасностей в среде обитания…………………………… 3.1.3 Опасности толерантного воздействия…………………………………… 3.1.4 Понятие о чрезвычайных ситуациях……………………………………….. 3.2. Оценка опасности объекта……………………………………………….. 3.2.1 Схема оценки опасности объекта………………………………………….. 3.2.2. Краткая характеристика поражающих факторов и поражающих параметров……………………………………………………………………………... 3.2.3. Общий подход к определению вероятности поражения………………. 3.2.4. Общие подходы к анализу риска……………………………………………. 3.3 Мониторинг опасностей…………………………………………………... 3.3.1 Структура системы мониторинга………………………………………… 2 5 8 12 12 12 12 14 14 17 23 23 25 29 29 29 40 42 46 46 49 60 65 65 70 75 82 92 92 92 94 96 100 105 105 106 113 115 120 120 3.3.2. Мониторинг окружающей среды…………………………………………... 3.3.3. Мониторинг техногенных производственных опасностей…………… Глава 4 Природные опасности………………………………………………... 4.1 Геогенные опасности……………………………………………………… 4.1.1 Землетрясения………………………………………………………………….. 4.1.2 Вулканизм………………………………………………………………………… 4.1.3 Горные удары……………………………………………………………………. 4.1.4 Основные геоморфологические опасности………………………………... 4.2 Климатические и гидрологические опасности………………………….. 4.2.1 Циклоны, антициклоны и формы их опасного проявления…………….. 4.2.2 Реки и озера как источник опасностей……………………………………. 4.2.3 Ледники как источник опасностей…………………………………………. 4.2.4 Опасности Мирового океана………………………………………………… Глава 5. Техногенные опасности……………………………………………... 5.1. Техносфера и ее опасности………………………………………………. 5.1.1. Определение и структура техносферы…………………………………… 5.1.2. Причины аварий и катастроф……………………………………………… 5.1.3. Антропогенные опасности как вероятность ошибочной деятельности человека-оператора технических систем и населения……………….. 5.2. Опасности объектов содержащих горючие и взрывчатые вещества….. 5.2.1. Диаграмма состояния однокомпонентной системы…………………... 5.2.2. Выбор технологии хранения и перемещения вещества в зависимости от диаграммы его состояния…………………………………………………. 5.2.3. Аварийные выбросы на объектах сжиженного газа…………………… 5.2.4. Приближенная оценка количества вещества переходящего в первичное и вторичное облака при разливе сжиженных газов и жидкостей… 5.3. Опасности объектов содержащих токсичные вещества……………….. 5.3.1. Классификация опасных химических веществ 5.3.2. Характеристика физико-химических свойств опасных химических веществ………………………………………………………………………………….. 5.3.3. Токсические свойства опасных химических веществ………………….. 5.3.4. Анализ промышленных аварий с выбросами токсичных веществ…… 5.4. Опасности объектов содержащих источники ионизирующих излучений. 5.4.1. Ионизирующие излучения и их характеристика………………………… 5.4.2. Радиационно опасные объекты…………………………………………….. 5.4.3. Радиационные аварии…………………………………………………………. Глава 6. Отходы как особый вид опасностей………………………………... 6.1. Пургаментология как комплексная отрасль знаний об отходах………. 6.1.1 Проблема отходов как индикатор развития техносферы……………. 6.1.2 Количественные и качественные различия в образовании и размещении отходов…………………………………………………………………………. 6.2 Основы обращения с отходами производства и потребления…………. 6.2.1 Размещение и складирование отходов…………………………………….. 6.2.2 Нормирование в сфере обращения с отходами………………………….. 3 122 128 133 133 133 138 139 141 145 145 149 157 159 166 166 166 167 168 172 172 173 176 181 182 182 188 191 193 196 196 207 213 219 219 219 221 227 227 228 6.2.3 Технологические требования к минимизации негативного воздействия от отходов………………………………………………………………………… 6.3 Организация защиты техносферы в системе обращения с отходами и способы предотвращение негативного воздействия отходов на человека... 6.3.1 Система сбора отходов и подготовки к их рециклингу………………... 6.3.2 Система управления отходами……………………………………………… 6.3.3 Технологии утилизации и переработки отходов………………………… Глава 7. Опасности военного времени……………………………………….. 7.1. Химическое оружие………………………………………………………. 7.1.1. Общая характеристика химического оружия…………………………... 7.1.2. Параметры боевых токсичных химических веществ………………….. 7.1.3. Химический терроризм……………………………………………………….. 7.2. Биологическое оружие…………………………………………………… 7.2.1. Общая характеристика биологического оружия………………………. 7.2.2. Характеристика биологических средств………………………………… 7.2.3. Биологический терроризм…………………………………………………… 7.3. Ядерное оружие…………………………………………………………… 7.3.1. Общая характеристика ядерного оружия………………………………. 7.3.2. Радиационный терроризм…………………………………………………… 7.4. Обычные средства поражения…………………………………………… 7.4.1. Место обычных средств поражения в современных войнах…………. 7.4.2. Традиционные средства поражения………………………………………. 7.4.3. Высокоточное оружие……………………………………………………….. 7.4.4. Понятие об очагах массового поражения……………………………….. 7.4.5. Оружие на новых физических принципах………………………………… Глава 8. Минимизация опасностей…………………………………………... 8.1 Способы минимизации опасностей………………………………………. 8.2. Нормирование опасностей 8.3 Применение средств индивидуальной защиты 8.4 Создание малоотходных производств 8.5 Зонирование территории 8.6 Оценка надежности и работоспособности техники Заключение…………………………………………………………………….. Контрольные вопросы………………………………………………………… Литература……………………………………………………………………... Список сокращений…………………………………………………………… 231 233 233 234 238 241 241 241 243 245 247 247 248 251 252 252 253 254 254 255 257 258 261 256 256 259 265 267 270 271 274 289 291 294 4 ПРЕДИСЛОВИЕ Среди дисциплин, которые должен изучить студент готовящийся стать профессионалом в области техносферной безопасности важное место уделяется дисциплине под названием «Ноксология». Эта дисциплина рассматривается и как дисциплина позволяющая ввести студента в специальность, и как дисциплина позволяющая студенту сформировать систему взглядов на систему опасностей. Дисциплина базируется на фундаментальных основах физики, химии, экологии и осваивается на эвристическом уровне сформированности умений и навыков. В результате изучения дисциплины студент должен: - иметь представление об источниках опасных и вредных факторов; - знать опасности среды обитания: виды, классификацию, поля действия, источники возникновения; - уметь идентифицировать опасности; Дисциплина вносит вклад в формирование таких компетенций выпускника как: - владение культурой безопасности и рискориентированным мышлением, при котором вопросы безопасности рассматриваются в качестве важнейших приоритетов в жизни и деятельности; - способность составлять прогнозы возможного развития ситуации и принимать решения по минимизации рисков. Учебное пособие состоит из восьми глав. Структура пособия приведена на рис. 1. В первых трех главах проанализирован понятийный аппарат ноксологии, рассмотрены законы, аксиомы, принципы и методы лежащие в основе науки об опасностях, представлены технические, медико-экологические и социальноэкономические показатели и критерии опасностей, даны основы анализа опасностей. В 4, 5, 6 и 7 главах рассмотрены опасности по источникам их генерации: природные опасности, техногенные опасности, опасности военного времени, отдельная глава посвящена отходам, как особому виду опасностей. В восьмой главе кратко рассотрены методы минимизации опасностей. Учебное пособие написано коллективом авторов трех университетов Санкт-Петербурга: Политехнического, Горного и Архитектурно-строительного. Решение создать пособие по Ноксологии, которое могли бы использовать кафедры ВУЗов Санкт-Петербурга, выпускающие специалистов по техносферной безопасности было принято на заседении Учебно-методической комиссии по техносферной безопасности ВУЗов Северо -западного федерального округа (УМК СЗФО ТБ). Идея была положительно воспринята педагогами Северо-запада. Под эгидой УМК СЗФО ТБ была сформирована группа авторов, в которую вошли преподаватели, которые уже имели опыт преподавания разделов связанных с опасными факторами. 5 ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НОКСОЛОГИИ 1.1. Основные определения и термины ноксологии 1.2. Законы и аксиомы ноксологии 1.3. Принципы и методы ноксологии ▼ ГЛАВА 2. ПОКАЗАТЕЛИ И КРИТЕРИИ ОПАСНОСТЕЙ 2.1 Технические критерии опасностей 2.2 Медико-экологические показатели и критерии опасностей 2.3 Социально-экономические критерии опасностей ▼ ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ 3.1 Таксономия опасностей 3.2 Оценка опасности объекта 3.3 Мониторинг опасностей ▼ ГЛАВА 4. ПРИРОДНЫЕ ОПАСНОСТИ 4.1 Геогенные опасности 4.2 Климатические и гидрологические опасности ▼ ГЛАВА 5. ТЕХНОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ 5.1. Техносфера и ее опасности 5.2. Опасности объектов содержащих горючие и взрывчатые вещества 5.3. Опасности объектов содержащих токсичные вещества 5.4. Опасности объектов содержащих источники ионизирующих излучений ▼ ГЛАВА 6. ОТХОДЫ КАК ОСОБЫЙ ВИД ОПАСНОСТЕЙ 6.1. Пургаментология как комплексная отрасль знаний об отходах 6.2 Основы обращения с отходами производства и потребления 6.3. Организация защиты техносферы в системе обращения с отходами и способы предотвращение негативного воздействия отходов на человека ▼ ГЛАВА 7. ОПАСНОСТИ ВОЕННОГО ВРЕМЕНИ 7.1. Химическое оружие 7.2. Биологическое оружие 7.3. Ядерное оружие 7.4. Обычные средства поражения ▼ ГЛАВА 8 МИНИМИЗАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ 8.1 Способы минимизации опасностей 8.2 Минимизация чрезвычайных опасностей Рис. 1. Структура учебного пособия 6 Работа заняла больше года и вот первая редакция выходит в свет. Авторский коллектив выражает благодарность заместителю начальника Научно-методического центра УМО СПбГПУ Егоровой Надежде Юрьевне. Особую благодарность хочется высказать рецензентам: доктору технический наук, заслуженному деятелю науки и техники РФ, профессору Русаку Олегу Николаевичу, доктору педагогических наук, профессору Ефимовой Елене Ивановне, доктору технических наук, профессору Тарабанову Виктору Николаевичу, их принципиальность и профессионализм позволили сделать книгу более совершенной. Но в мире нет ничего абсолютно идеального и абсолютно совершенного, поэтому мы ждем Ваших предложений и замечаний по адресу электронной почты УМК СЗФО ТБ umk-tb@mail.ru. Приглашаем к обсуждению основных положений учебного пособия на сайте http://www.bzhd.spbstu.ru. Редактор учебного пособия Ефремов С.В. 7 ВВЕДЕНИЕ На пирамиде Хеопса есть иероглифическая надпись: «Люди гибнут от неумения пользоваться силами природы и от незнания истинного мира». В этих грозных словах, пришедших из глубины истории Древнего Египта, заключен большой смысл. Они звучат для современного человечества как неумолимое предупреждение, напоминание о том, что человек и природа нашей планеты — единое целое, что только в постоянном и тесном общении с природой он может существовать как ее высшее творение. Это предостережение о тяжелейших последствиях, к которым ведут непонимание сущности природных процессов, неразумное использование богатств Земли. Научно техническая революция и бурный рост промышленного производства не только способствовали росту благосостояния человека, но и отрицательно сказались на состоянии окружающей среды в большинстве регионов нашей планеты. Человек, появившись на Земле, постоянно стремится к улучшению условий своей жизнедеятельности. Осваивая земледелие, добычу полезных ископаемых, источники энергии и т.д., увеличивая масштабы производства, он неизбежно вызывает в среде своего обитания необратимые изменения. Созданная человеком искусственная среда жизнедеятельности все чаще становится опасной не только для природы, но для него самого. Особенно четко это стало проявляться в XX веке. В XX веке перед человечеством встали задачи повышения уровня безопасности своего существования и сохранения природы в условиях развития техносферы. Это привело к необходимости распознавать, оценивать и прогнозировать опасности, действующие на человека и природу в условиях их непрерывного взаимодействия с техносферой. Стало очевидным, что человеко - и природозащитную деятельность необходимо вести не только в практической области, но и на научной основе, создавая прежде всего теоретические предпосылки к формированию новой области научного знания - ноксологии. Термин «Ноксология» является весьма молодым и в научный обиход стал проникать лишь в последнее десятилетие. Эта дефиниция различными учеными трактуется по-разному, что объясняется индивидуальными научнометодическими подходами. Сергей Викторович Белов под термином «Ноксология» понимает науку об опасностях материального мира Вселенной. При этом предметом изучения ноксологии выступает ноксосфера – сфера опасностей. Общей целью изучения ноксологии по Белову является углубление и развитие знаний о системе обеспечения безопасности в условиях негативных факторов техносферы, а также формирование навыков практического использования знаний в области обеспечения безопасности при осуществлении организационно-управленческой и эксплуатационной профессиональной деятельности. Словацкий ученый З. Халат понятие «Ноксология» (Noxology – англ.) трактует как наука об опасности для здоровья человека, которая является ча8 стью эпидемиологии. Целью ноксологии выступает обобщение научных исследований в области вредных факторов и опасностей для здоровья человека, которые должны учитывать различия в восприимчивости людей (семьи, общины, страны), а также их синергетический эффект. Очевидно, что трактовка, данная З. Халатом, является более узкой, и тем самым значительно уменьшается сфера научного анализа опасностей различного происхождения. В данном учебном пособии предлагается следующая трактовка термина «Ноксология» - это наука об опасностях, формирующихся в системе «человек – окружающая среда». Понятие «окружающая среда» является сложным, причем составляющие его компоненты могут взаимно пересекаться. В число этих компонентов включим биосферу, геосферу, техносферу, ноосферу. Биосфера – оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера сформировалась 500 млн лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 млн видов растений, животных, грибов, бактерий и насекомых. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы. Термин «биосфера» был введён в биологии Ж.Б. Ламарком в начале XIX века, а в геологии предложен австрийским ученым Э. Зюссом в 1875 г. Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В.И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом. Геосфера – целостная оболочка Земли, включающая все концентрические оболочки, из которых состоит Земля. В направлении от периферии к центру планеты выделяются: магнитосфера, атмосфера Земли, гидросфера, биосфера, земная кора, мантия Земли, ядро Земли. По совокупности природных условий и процессов, протекающих в области соприкосновения и взаимодействия геосфер, выделяют специфические оболочки (биосферу, географическую оболочку, литосферу, геотехносферу). Возраст Земли как планеты составляет 4,55 млрд. лет. Самые древние горные породы имеют возраст 3,8 млрд. лет. В интервале от 4,55 до 3,8 млрд. лет происходило расслоение земного вещества на геосферы, одновременно шло образование первичной атмосферы и первичной гидросферы. Прямые свидетельства существования магнитного поля Земли имеют возраст 2,6 млрд. лет. Геологическая эволюция отражена в эволюции биосферы, которая в свою очередь связана с изменением состава первичной атмосферы. Техносфера - совокупность элементов среды в пределах географической оболочки Земли, созданных из природных веществ трудом и сознательной волей человека и не имеющих аналогов в девственной природе. Техносфера яв9 ляется совокупностью абиотических, биотических и социально-экономических факторов. Техносфера описывает совокупность знаний о природе и материальных средств производства человеческого общества, связанных с разрешением противоречий с окружающей естественной средой. Понятие «техносфера» в настоящее время проходит стадию бурной эволюции, об этом свидетельствует тот факт, что большинство диссертаций в названии которых присутствует термин «Техносфера» - это диссертации философов. По мнению Вячеслава Шевченко «Техносфера - это искусственная оболочка Земли, это система жизнеобеспечения, изолирующая человека от враждебного мира, но прозрачная для полезных потоков вещества, энергии и информации. Если раньше домом была экосфера, то сейчас домом человечества стала техносфера». Симоненко О.Д. считает «Техносфера - это синтез природы и техники, созданный человеческой деятельностью. Самопроизвольно формируется симбиоз техники и природы как объективная реальность. Создается новая среда, техническая деятельность порождает «вторую природу», квазиприроду, устойчивую лишь под надзором и при участии человека. Французский социолог Ж. Эллюль выдвигает идею что «техника становится средой в самом полном смысле этого слова, она окружает нас сплошным коконом, делая природу вторичной, малозначительной. Природа оказалась демонтирована. Техносфера составила целостную среду обитания, внутри которой живет человек». Ю.А. Ковалев об эволюции техносферы писал: «Эволюция техносферы происходит значительно быстрее, чем происходила эволюция биосферы. Так же большим преимуществом земной техники пред белковыми организмами является то обстоятельство, что техника очень мобильна в плане перемены своей структуры и организации. Следовательно, стать автоэволюционной системой земная техника может гораздо быстрее, чем белковые организмы. Земная техносфера должна рано или поздно превратиться из контролируемой системы в систему автоэволюционную». Продолжением идеи автоэволюционности техносферы является теория ноосферы. Ноосфера – сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития. Ноосфера - предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В.И. Вернадскому, «…в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного». 10 Ноосферу можно охарактеризовать как единство «природы» и «культуры». Сам Вернадский говорил о ней то, как о реальности будущего то, как о действительности наших дней, что неудивительно, поскольку он мыслил масштабами геологического времени. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние - в ноосферу - перерабатывается научной мыслью социального человека». Понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах: ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека; ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека. Приведенные выше суждения подтверждают вывод о том, что понятия «биосфера», «геосфера» и «техносфера» пересекаются, нельзя отделять эволюцию одной «сферы» от другой. Конечным итогом этой эволюции должно стать формирование ноосферы. Однако даже если природно-социальноэкономические процессы и будут управляться разумом, но полностью свести к нулю вероятность возникновения опасности не получится. Следствием этого является выделение особой оболочки, включающей все опасные явления и процессы – ноксосферы. Олег Николаевич Русак дает следующее определение: «Ноксосфера – пространство, в котором постоянно существуют или периодически возникают опасности». А.С.Рябышенков трактует это понятие как «… пространство, в котором создаются опасности». В.А. Семич дает следующую трактовку «Ноксосфера – это пространство, в котором возможно проявление опасных и вредных производственных факторов». Реальность современной жизни такова, что созданная руками человека техносфера, призванная максимально защищать человека от естественных опасностей, превратилась в свою противоположность и стала основным источником опасностей на земле. Происходящие в ней процессы приводят не только к людским жертвам, но и к уничтожению природной среды, ее глобальной деградации, что в свою очередь вызывает необратимые генетические изменения у людей. Изучение опасностей является первым этапом в формировании знаний, умений и навыков специалиста в области техносферной безопасности, и главной дисциплиной этого этапа является «Ноксология». 11 ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НОКСОЛОГИИ 1.1. Основные определения и термины ноксологии 1.1.1. Принципы формирования понятийного ряда ноксологии Основой любой конкретной деятельности является некоторое связанное множество понятий – понятийный ряд. Этот ряд позволяет строить модели объектов и исследовать их свойства. При формировании понятийного ряда необходимо соблюдать некоторые принципы. В качестве основных принципов выберем три. Принцип гармонизации. Для гармонизации понятийного аппарата необходимо на практике использовать только логически непротиворечивые определения терминов, даже если они не закреплены юридически. Принцип исходного понятия. Необходимо выбрать некоторое исходное понятие, т.е. термин, содержание которого не вызывает сомнений, и который может быть использован в качестве основы для остальных определений. На основе этого понятия и будут строиться все остальные определения. Принцип единственности. При построении понятийного ряда следует учесть, что любое понятие, являющееся общим для нескольких областей деятельности, не может в равной степени использоваться в них, а одно и то же определение в конспекте различной деятельности приобретает различный смысл. Поэтому в разных словарях и энциклопедиях мы можем встретить разные определения для одинаковых терминов. Однако, мы должны выбрать или сформировать то единственное определение, которое подходит для нашей области деятельности. 1.1.2. Структура понятийного ряда ноксологии Для выбора исходного понятия необходимо рассмотреть те термины, содержание которых не вызывает сомнений, и которые могут быть использованы в качестве основы для остальных определений. В качестве таких элементарных понятий для ноксологии можно использовать понятия угроза, вред, ущерб. Угроза говорит о чем-то еще не совершенном, т.е. нереализованном, поэтому оно не полностью отвечает требованиям к исходному понятию. Ущерб – это сложное понятие, которое можно определить исходя из понятия вред. Таким образом, в качестве исходного понятия воспользуемся термином вред. Он не используется в качестве сложного понятия, и, с другой стороны, у людей не возникает двойного понимания, когда они слышат это слово. Будем считать, что его значение ясно всем и не нуждается в определении. 12 По форме вред может быть острым и хроническим. Острый вред – приводит к травме, хронический вред – приводит к заболеванию. Острый вред генерирует опасные факторы, хронический вред – генерирует вредные факторы. Выбрав в качестве исходного понятия «ВРЕД», «ОПАСНОСТЬ» определим как свойство объекта, выраженное в его способности причинять вред себе и другим объектам. Опасности реализуются в ходе некоторых событий, назовем их «ОПАСНЫЕ СОБЫТИЯ». При реализации опасного события причиняется вред. Результат причинения вреда назовем «ПОРАЖЕНИЕМ». Нереализованную (потенциальную) опасность будем характеризовать таким понятием как «РИСК», понимая под риском меру опасности. Мера – это количественная характеристика, меру опасности будем представлять как произведение вероятности причинения вреда, на тяжесть причиненного вреда. В соответствии с действующими нормами, нормативные требования чаще всего являются детерминированными значениями физических, химических или биологических характеристик вредных и опасных факторов, если же учесть вероятность реализации факта превышения критериальных значений (норм) то вместо детерминированной меры опасности мы получим вероятностную меру опасности, которую назовем показатель риска. Из приведенных суждений можно сделать вывод о необходимости включения в структуру понятийного ряда ноксологии четырех групп понятий: 1. Понятия, связанные с опасностью. 2. Понятия опасных событий. 3. Понятия, связанные с поражением. 4. Понятия связанные с риском. Каждую группа понятий начинается с понятия, давшего название группе, затем идут соподчиненные понятия. Мы старались включить в ряд только основные понятия, назовем их понятия первого ранга, могут быть понятия и более низких рангов. В группу понятий связанных с опасностью, кроме термина опасность включим термины: источник опасности; опасные вещества; опасные воздействия. В группу «опасные события» вошли термины: опасное событие; профессиональное заболевание; несчастный случай; инцидент; авария. Понятие поражение раскрывается в терминах поражающий фактор, вредный фактор, опасный фактор, поражающий параметр, критерий поражения. Характеризуя группу понятий связанных с риском нельзя не остановиться на таких понятиях как приемлемый риск, профессиональный риск. Особое место в этой группе занимают показатели риска: технический риск, потенциальный риск, индивидуальный риск, коллективный риск и социальный риск. 13 Таблица 1.1. Структура понятийного ряда ноксологии Исходное понятие – вред Объект охраны труда – условия труда ▼ Группы понятий Опасность Опасные Поражение Риск события Опасность; Опасное Поражение; Риск; Источник событие; Поражающий Приемлемый риск; опасности; Профзабо- фактор; Профессиональный риск; Опасные левание; Вредный фактор; Показатели риска вещества; Несчастный Опасный фактор; (технический, Опасные случай; Поражающий потенциальный, воздействия. Инцидент; параметр; индивидуальный Авария. Критерий коллективный, поражения. социальный). 1.2 Законы и аксиомы ноксологии 1.2.1. Законы ноксологии Закон Куражсковского Человек и окружающая его среда (природная, производственная, городская, бытовая и др.) в процессе жизнедеятельности постоянно взаимодействуют друг с другом. При этом действует Закон сохранения жизни Ю.Н. Куражсковского. Профессор Куражсковский Юрий Николаевич – доктор географических наук, специалист по методологии решения проблем экологии, охраны природы и природопользования. Основоположник науки – «Природопользование». Отмечая, что в жизни экологических систем действуют общие термодинамические принципы и законы сохранения энергии, вещества, информации Куражсковский сделал вывод что в живых системах выполняется принцип энергетической проводимости: поток энергии, вещества и информации в системе как целом должен быть сквозным, охватывающим всю систему или косвенно отзывающимся в ней. Иначе система не будет иметь свойства единства. Из этого принципа Куражсковский вывел законом сохранения жизни, закон сформулирован в книге «Введение в экологию и природопользование»: 14 «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока веществ, энергии и информации. Прекращение движения в этом потоке прекращает жизнь». (Второй экологический закон). Вещество Энергия Информация Вещество Энергия Информация Рис. 1.1. Закон сохранения жизни Из закона следует, что человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и/или природную среду. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек – среда обитания»: комфортное (оптимальное) состояние; допустимое состояние; опасное состояние; чрезвычайно опасное состояние. Комфортное состояние - все потоки гарантируют сохранение здоровья человека и целостности ОПС. То есть потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявления наивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания. Допустимое состояние - потоки не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Опасное состояние - потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, или приводят к деградации природной среды. Чрезвычайно опасное состояние - потоки за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде. В процессе жизнедеятельности человек потребляет и выделяет потоки кислорода, воды, пищи, потоки механической, тепловой, солнечной, других видов энергии, потоки отходов жизнедеятельности, формирует и потребляет потоки информации и др. В социальной среде (социуме) формируются специфические факторы, которые способны формировать негативные потоки (войны, болезни, страх, эмоции, голод, курение, потребление алкоголя, наркотиков, обман, шантаж, разбой, убийства и др.). 15 Основные потоки в техносфере: Потоки сырья, энергии, продукции и отходов в производственной сфере; Потоки, возникающие при техногенных авариях; Транспортные потоки; Световые потоки при искусственном освещении; Информационные и другие потоки. Потоки в естественной среде – это: Солнечное излучение, космическая пыль, излучение звезд, планет, электрическое и магнитное поля Земли; Круговороты веществ в биосфере; Пищевые цепи в экосистемах и биогеоценозах; Атмосферные, гидросферные, литосферные и другие явления создают основные потоки вещества и энергии в естественной среде. Потоки масс, энергий и информации, распределяясь в земном пространстве, образуют среду обитания человека. Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Превышение привычных уровней потоков в естественных условиях может приводить к изменению климата, возникновению стихийных явлений и оказывать негативное воздействие на человека и природную среду. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека, техносферу и/или природную среду. Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени. Опасности возникают, если повседневные потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения. Изменяя потоки в среде обитания от минимально значимых до максимально возможных, можно получить ряд характерных состояний в системе «человек – среда обитания», а именно: комфортное (оптимальное), допустимое, опасное, чрезвычайно опасное. Комфорт – это оптимальное сочетание параметров микроклимата и удобств в зонах деятельности и отдыха человека. Комфортное состояние среды обитания реализуется, когда потоки создают оптимальные условия для деятельности, отдыха и проявления наивысшей работоспособности при сохранении здоровья человека и целостности компонентов среды обитания. Допустимое состояние реализуется, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, приводят к дискомфорту, снижают эффективность деятельности человека, но не оказывают негативного влияния на здоровье, не выходя за пределы адаптации организма. При этом интенсивность негативных воздействий находится в пределах толерантности человеческого организма и окружающей природной среды, когда возможные негативные последствия обратимы. 16 Общий закон биологической стойкости Толерантность – способность организмов выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них. Опасное состояние реализуется, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное влияние на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и могут приводить к деградации техносферы и природной среды. Чрезвычайно опасное состояние возникает, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут привести к травмированию человека вплоть до летального исхода и вызвать разрушения в техносфере и в природной среде. Из четырех характерных состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно опасное) – недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды. Реакция организма на воздействие фактора обусловлена дозировкой этого фактора. Очень часто фактор среды, особенно абиотический, переносится организмом лишь в определенных пределах. Наиболее эффективно действие фактора при некоторой оптимальной для данного организма величине. Диапазон действия экологического фактора ограничен соответствующими крайними пороговыми значениями (точками минимума и максимума) данного фактора, при котором возможно существование организма. Максимально и минимально переносимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых наступает смерть. Пределы выносливости между критическими точками называют экологической валентностью или толерантностью живых существ по отношению к конкретному фактору среды. Распределение плотности популяции подчиняется нормальному распределению. Плотность популяции тем выше, чем ближе значение фактора к среднему значению, которое называется экологическим оптимумом вида по данному параметру. Такой закон распределения плотности популяции, а следовательно, и жизненной активности получил название общего закона биологической стойкости. Диапазон благоприятного воздействия фактора на организмы данного вида называется зоной оптимума (или зоной комфорта). Точки оптимума, минимума и максимума составляют три кардинальные точки, определяющие возможность реакции организма на данный фактор. Чем сильнее отклонение от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организм. Этот диапазон величины фактора называется зоной пессимума (или зоной угнетения). Рассмотренные закономерности воздействия фактора на организм известно, как правило оптимума. Закон минимума Либиха Установлены и другие закономерности, характеризующие взаимодействия организма и среды. Одна из них была установлена немецким химиком Ю. Либихом в 1840 году и получила название закона минимума Либиха, согласно которому рост растений ограничивается нехваткой единственного биогенного 17 элемента, концентрация которого лежит в минимуме. Если другие элементы будут содержаться в достаточном количестве, а концентрация этого единственного элемента опустится ниже нормы, растение погибнет. Такие элементы получили название лимитирующих факторов. Итак, существование и выносливость организма определяются самым слабым звеном в комплексе его экологических потребностей. Или относительное действие фактора на организм тем больше, чем больше этот фактор приближается к минимуму по сравнению с прочими. Величина урожая определяется наличием в почве того из элементов питания, потребность в котором удовлетворена меньше всего, т.е. данный элемент находится в минимальном количестве. По мере повышения его содержания урожай будет возрастать, пока в минимуме не окажется другой элемент. Позднее закон минимума стал трактоваться более широко, и в настоящее время говорят о лимитирующих экологических факторах. Экологический фактор играет роль лимитирующего в том случае, когда он отсутствует или находится ниже критического уровня, или превосходит максимально выносимый предел. Иными словами, этот фактор обусловливает возможности организма в попытке вторгнуться в ту или иную среду. Одни и те же факторы могут быть или лимитирующими или нет. Пример со светом: для большинства растений это необходимый фактор как поставщик энергии для фотосинтеза, тогда как для грибов или глубоководных и почвенных животных этот фактор не обязателен. Фосфаты в морской воде – лимитирующий фактор развития планктона. Кислород в почве не лимитирующий фактор, а в воде – лимитирующий. Следствие из закона Либиха: недостаток или чрезмерное обилие какоголибо лимитирующего фактора, может компенсироваться другим фактором, изменяющим отношение организма к лимитирующему фактору. Закон толерантности Шелфорда Однако ограничивающее значение имеют не только те факторы, которые находятся в минимуме. Впервые представление о лимитирующем влиянии максимального значения фактора наравне с минимумом было высказано в 1913 году американским зоологом В. Шелфордом. Согласно сформулированному закону толерантности Шелфорда существование вида определяется как недостатком, так и избытком любого из факторов, имеющих уровень, близкий к пределу переносимости данным организмом. В связи с этим все факторы, уровень которых приближается к пределу выносливости организма, называются лимитирующими. 18 1.2.2 Аксиомы ноксологии Анализ реальных ситуаций, событий и факторов уже сегодня позволяет сформулировать ряд аксиом ноксологии, реализующихся, в первую очередь, в техносфере. К ним относятся: Аксиома 1. Опасности существуют, если повседневные потоки вещества, энергии и информации превышают пороговые значения. Справедливость аксиомы можно проследить на всех этапах развития системы «человек - среда обитания». Так, на ранних стадиях своего развития, даже при отсутствии технических средств, человек непрерывно испытывал воздействие негативных факторов естественного происхождения: понижение и повышение температур воздуха, атмосферные осадки, контакты с дикими животными, стихийные явления и т.п. В условиях современного мира к естественным прибавились многочисленные факторы техногенного происхождения: вибрации, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоемах, почве; электромагнитное поле, ионизирующие излучения и др. При любом виде деятельности человека неизбежно возникают отходы и побочные эффекты. Отходы сопровождают работу промышленного и сельскохозяйственного производств, средств транспорта, использование различных видов топлива при получении энергии, жизнь животных и людей и т.п. Они поступают в окружающую среду в виде выбросов в атмосферу, сбросов в водоемы, производственного и бытового мусора, потоков механической, тепловой и электромагнитной энергии и т.п. Количественные и качественные показатели отходов, а также регламент обращения с ними определяют уровни и зоны возникающих при этом опасностей. Значительным опасностям подвергается человек при попадании в зону действия технических систем: транспортные магистрали; зоны излучения радио- и телепередающих систем, промышленные зоны и т.п. Вероятно проявление опасности и при использовании человеком технических устройств на производстве и в быту; электрические сети и приборы, станки, ручной инструмент, газовые баллоны и сети, оружие и т.п. Как отмечено было выше, в основе опасностей лежит человеческая деятельность, направленная на формирование и трансформацию потоков веществ, энергии и информации в процессе жизнедеятельности. Изучая и изменяя эти потоки, можно ограничить их величину допустимыми значениями. Если сделать это не удается, то жизнедеятельность становится опасной. Аксиома 2. Источниками опасностей являются любые элементы техносферы. При изучении опасностей часто исходят из энергоэнтропийной концепции, основные положения которой сводятся к следующему: - повседневная деятельность человека (особенно ее производственная часть) потенциально опасна вследствие использования различных технологических, транспортных и других процессов, связанных с энергопотреблением (выработкой, хранением и преобразованием механической, электрической, химической, ядерной и другой энергии) или с использованием вредных веществ; 19 - в результате неконтролируемого или неуправляемого выхода энергии в среду обитания возникает опасность для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды. Наряду с выходом энергии опасность представляет выброс или сброс в воздушную или водную среду вредных веществ, загрязнение ими почвы; - последствиями внезапного выхода энергии или выброса вредных веществ являются происшествия, связанные с гибелью или травмированием людей, повреждением зданий, сооружений, оборудования, транспортных средств, а также ухудшение состояния среды обитания; - происшествия, связанные с гибелью людей и иными негативными последствиями, возникают в результате появления и развития причинной цепи предпосылок, обусловленных неисправностью и отказами используемой техники, нерасчетными внешними воздействиями, а также ошибочными действиями людей. Приведенные ниже аксиомы, во многом, расшифровывают и конкретизируют первые две. Аксиома 3. Любые опасности действуют в пространстве и во времени. Опасности представляют угрозу только тогда, когда могут причинить ущерб конкретным объектам. Опасность или несколько различных опасностей представляют угрозу для объекта только в том случае, если их опасные факторы могут на него воздействовать. Угроза причинения ущерба зависит от взаимного положения источника опасности и объекта воздействия его опасных факторов в пространстве и во времени (для стационарных объектов только в пространстве). Например, для людей угроза имеет место при их работе на объекте повышенной опасности или в зоне загрязнения; для перемещающихся объектов — при их нахождении в опасном районе. Степень угрозы для жизнедеятельности населения на рассматриваемой территории зависит от степени ее опасности, а также от географического и временного факторов. Если объект вывести за пределы этой территории, то угрозы для него не будет, хотя опасность территории для оставшихся объектов останется. Угроза для жизнедеятельности изменяется во времени: она может возникать, усиливаться, снижаться и исчезать. Географический фактор связан с локальным центром проявления опасности, ее неопределенным местоположением в случае реализации, ослаблением уровней поражающих факторов с удалением от источника опасности. Чем ближе объекты и люди располагаются по отношению к источнику опасности (известному или предполагаемому), тем больше угроза. Если и – это параметр, характеризующий поражающее действие опасных факторов от некоторого источника опасности на объект, а и кр — критериальное значение, начиная с которого объект разрушается, то разрушение объектов данного типа происходит на расстоянии r меньше или равно R n от источника опасности (рис. 1.2). 20 Рис. 1.2. Вид зависимости поражающего действия опасных факторов (и) от расстояния (r) Если зона поражения – круг, то площадь зоны поражения Sп.ф. равна его площади с радиусом R n : 2 Sп.ф. = pRn . (1.1) При рассмотрении негативного действия вредных факторов на организм человека в качестве и кр рассматриваются предельно допустимые концентрации, пределы доз, летальные дозы и другие нормируемые величины в зависимости от цели оценки. Площадь зоны поражения Sп.ф. оценивается для каждого источника опасности (экстремального природного явления, потенциально опасного объекта) по статистическим данным или с помощью математических моделей. Взаимное положение источников опасности и объектов воздействия их опасных факторов может быть различным (рис. 1.3). Объект воздействия может попасть в зону возможного поражения от источника опасности или оказаться вне ее. В этом случае степень угрозы для объекта, размещенного на опасной территории, определяется его долей (У) в зоне возможного поражения: У= Sп.ф. I S . S (1.2) где S – площадь территории объекта; Sп.ф. – площадь зоны возможного поражения. 21 Рис. 1.3. Схема определения степени угрозы для объекта Временной фактор угрозы имеет место для перемещающихся объектов (например, транспортных средств с опасными грузами, людей). При нахождении перемещающегося объекта на вредном производстве или районе, где постоянно действуют вредные факторы, временной фактор учитывается как доля времени, в течение которого объект там находится. При перемещении объекта вблизи потенциально опасного объекта или по району возможных чрезвычайных ситуаций временной фактор учитывается как вероятность того, что объект в момент реализации опасного события будет находиться в зоне действия поражающих факторов источника чрезвычайной ситуации. Если время наступления опасного события может быть спрогнозировано, то угроза для объекта зависит от величины ошибки 1-го рода — вероятности того, что опасное событие на рассматриваемом интервале времени произошло, хотя не было предсказано (и, следовательно, меры защиты не были приняты). Аксиома 4. Любые опасности оказывают негативное воздействие на человека, природную среду и элементы техносферы одновременно. Аксиома 5. Любые опасности ухудшают здоровье людей, приводят к травмам, материальным потерям и к деградации природной среды. Аксиома 6. Защита от опасностей достигается совершенствованием источников опасности, увеличением расстояния между источником опасности и объектом защиты, применением защитных мер. Аксиома 7. Показатели комфортности процесса жизнедеятельности взаимосвязаны с видами деятельности и отдыха человека. Аксиома 8. Компетентность людей в мире опасностей и способах защиты от них – необходимое условие достижения безопасности деятельности человека. 22 Важно помнить, что обеспечение безопасности в ноксосфере также описывается рядом аксиом, которые в науке получили название аксиомы безопасности жизнедеятельности. Аксиома 1. Любая деятельность потенциально опасна. Эта аксиома предполагает следующее: создаваемые человеком технические средства, техника и технологии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать опасности. Например, создание двигателей внутреннего сгорания решило многие транспортные проблемы. Но одновременно привело к повышенному травматизму на автодорогах, породило трудноразрешимые задачи по защите человека и природной среды от токсичных выбросов автомобилей. Однако, как показывает практика, в процессе деятельности невозможно обеспечить нулевой риск, т.е. любая деятельность потенциально опасна. Исходя из указанной аксиомы, человек постоянно находится в поле потенциальных опасностей е Q , которые обусловлены рядом причин природного, техногенного (антропогенного) и социального характера. Полностью обезопасить человека введением превентивных средств защиты е P , в указанное поле опасностей не удается, а возможно только снизить опасность до некоторой величины остаточного риска R0 . В общем виде можно записать: еQ - е P Ю R 0 = Rпр + DRустр . (1.3) В наиболее благоприятном случае может достигать уровня приемлемого риска Rпр , когда устранимый риск DRустр сводится к минимуму, т.е. DRустр ® 0 . Потенциальная опасность заключается в скрытом, неявном характере проявляющихся опасностей. Например, мы не ощущаем до определенного момента повышенной концентрации углекислого газа в воздухе. В норме атмосферный воздух должен содержать не менее 0,05% СО 2 . Постоянно в помещении, например, в аудитории, концентрация СО 2 повышена. Углекислый газ не имеет цвета, запаха, нарастание его концентрации проявится проявлением усталости, вялости, ухудшением работоспособности. Но в целом организм человека, пребывающего систематически в таких условиях, отреагирует сплошными физиологическими процессами: изменением частоты, глубины и ритма дыхания (одышкой), увеличением частоты сердечных сокращений, изменением артериального давления. Это состояние (гипоксия) может повлечь за собой снижение внимания, что в определенных областях деятельности может привести к травматизму. Потенциальная опасность как явление - это возможность воздействия на человека неблагоприятных или несовместимых с жизнью факторов. По степени и характеру действия на организм все факторы условно делят на вредные и опасные. Аксиома о потенциальной опасности деятельности - утверждение, согласно которому ни в одном виде деятельности невозможно достичь абсолютной 23 безопасности, любая деятельность потенциально опасна; презумпция потенциальной опасности любого вида деятельности. В большей степени мы встречаемся с опасностями в процессе трудовой деятельности. «Труд - не игра и не забава, - писал К.Д. Ушинский, - он всегда серьезен и тяжел, только полное сознание необходимости достичь той или иной цели в жизни может заставить человека взять на себя ту тяжесть, которая составляет необходимую принадлежность всякого истинного труда». Аксиома 2. Для каждого вида деятельности существуют комфортные условия, способствующие ее максимальной эффективности. Эта аксиома фактически декларирует принципиальную возможность оптимизации любой деятельности с точки зрения ее безопасности и эффективности. Аксиома 3. Естественные процессы , антропогенная деятельность и объекты деятельности обладают склонностью к спонтанной потере устойчивости и (или) способностью к длительному негативному влиянию на среду обитания, т. е. остаточным риском. Аксиома 4. Остаточный риск является первопричиной потенциальных негативных воздействий на человека, техносферу и природную среду (биосферу). Аксиома 5. Безопасность реальна, если негативные влияния на человека не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия. Следующая аксиома фактически повторяет предыдущую, но относится к негативным воздействиям на окружающую среду. Аксиома 6. Экологичность реальна, если негативные воздействия на биосферу не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия. Аксиома 7. Допустимые значения техногенных негативных воздействий обеспечиваются соблюдением требований экологичности и безопасности к техническим системам, технологиям и их региональным комплексам, а также применением систем экобиозащиты. Аксиома 8. Системы экобиозащиты на технических объектах и в технологических процессах должны обладать приоритетом ввода в эксплуатацию и средствами контроля режимов работы. Аксиома 9. Безопасная и экологичная эксплуатация технических средств и производств реализуется при соответствии квалификации и психофизических показателей оператора требованиям разработчика технической системы и при соблюдении оператором норм и правил безопасности и экологичности. 24 1.3. Принципы и методы ноксологии 1.3.1. Принципы ноксологии Теоретическое и познавательное значение принципов состоит в том, что с их помощью определяется уровень знаний об опасностях окружающего мира и, следовательно, формируются требования по проведению защитных мероприятий и методы их расчета. Принципы ноксологии позволяют находить оптимальные решения защиты от опасностей на основе сравнительного анализа конкурирующих вариантов. Они отражают многообразие путей и методов обеспечения безопасности в системе «Человек-среда обитания», включающее как чисто организационные мероприятия, конкретные технические решения, так и обеспечение адекватного управления, гарантирующего устойчивость системы, а также некоторые методологические положения, обозначающие направление поиска решений. Научные знания в ноксологии опираются на перечисленные ниже несколько принципов. И в то же время, перечисленные принципы, во многом, опираются на аксиомы ноксологии. Первый принцип − принцип антропоцентризма: «Человек есть высшая ценность, сохранение и продление жизни которого является целью его существования. Реализация этого принципа делает приоритетной деятельность, направленную на сохранение здоровья и жизни человека при воздействии на него внешних систем. Второй принцип – принцип природоцентризма: «Природа – лучшая форма среды обитания биоты, ее сохранение – необходимое условие существования жизни на Земле». Природная среда – неотъемлемое условие жизни людей и общественного производства, так как служит необходимой сферой обитания человека и источником нужных ему ресурсов. Еще недавно считалось бесконечными, неисчерпаемыми и «бесплатными» вода, воздух, территория и др. Сегодня к ним совсем другое отношение. Однако на современном этапе природа неотделима от техносферы, и проблемы одной проецируются на другую. Человечество уже осознало, что оно «не может ждать милости от природы» после того, что оно с ней сделало. Очень емко, на наш взгляд, проблемы нового экологического образования выразил в своем ярком докладе профессор Московского государственного педагогического университета Н.Н. Родзевич: «В настоящее время наиболее острые экологические проблемы вышли за рамки классической экологии с ее биологическими приоритетами, когда рассматриваются преимущественно задачи сохранения и оптимизации экосистем разного уровня, вплоть до биосферы. На первый план стали выдвигаться сложные геоэкологические проблемы. В настоящее время они приобрели глобальный характер и занимают основное место среди сохранения благоприятных свойств окружающей среды. Это отчетливо продемонстрировала Международ25 ная конференция по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро. Большая часть глобальных проблем, которые рассматривала конференция, относится к числу геоэкологических: стабилизация климата земного шара, сохранение основных составляющих атмосферы, рациональное использование земельных ресурсов и предотвращение эрозии почв... Лишь две из всего ряда экологических проблем, которые рассматривались на конференции, имеют отчетливо выраженный биологический характер: 1) сохранение биологического разнообразия; 2) борьба с уничтожением лесов сохранение их экологического значения...». Третий принцип − принцип существования внешних воздействий на человека: «Человеческий организм всегда может подвергнуться внешнему воздействию со стороны какого-либо фактора». Кратко применительно к ноксологии это обычно формулируют проще – через ее первую аксиому: «Жизнь потенциально опасна», полагая, что в ноксологии анализируются только опасные воздействия. Четвертый принцип − принцип возможности создания для человека среды обитания: «Создание комфортной и безопасной для человека среды обитания принципиально возможно и достижимо при соблюдении предельно допустимых уровней воздействий на человека». Пятый принцип − принцип реализации безопасного взаимодействия человека со средой обитания: «Безопасное взаимодействие человека со средой обитания достигается его адаптацией к опасностям, снижением их значимости и применением человеком защитных мер». Шестой принцип – принцип отрицания абсолютной безопасности: «Абсолютная безопасность человека в среде обитания не достижима» Седьмой принцип − принцип роста защищенности жизни человека будущего: «Рост знаний человека, совершенствование техники и технологии, применение мер защиты, ослабление социальной напряженности в будущем неизбежно приведут к повышению защищенности человека от опасностей». Этот принцип сформулирован, опираясь на принцип Ле-Шателье: «Эволюция любой системы идет в направлении снижения потенциальной опасности». Принципы ноксологии могут быть применены в различных сферах: технике, медицине, организации труда и отдыха и тогда они становятся принципами обеспечения безопасности. По сфере реализации, т.е. в зависимости от того где они применяются, принципы обеспечения безопасности могут быть подразделены на: - инженерно-технические; - методические; - медико-биологические. По признаку реализации, т.е. по тому как, каким образом они осуществляются, принципы обеспечения безопасности подразделяются на следующие группы: 26 - ориентирующие, т.е. дающие общее направление поисков решений в области безопасности; к ориентирующим принципам относятся, в частности, принцип системного подхода, профессионального отбора, принцип нормирования негативных воздействий и т.п. - управленческие; к ним относятся принцип контроля, принцип стимулирования деятельности, направленной на повышение безопасности, принципы ответственности, обратных связей и др. - организационные; среди этих принципов можно назвать так называемую защиту временем, когда регламентируется время, в течение которого допускается воздействие на человека негативных факторов, принцип рациональной организации труда, рациональных режимов работы, организация санитарнозащитных зон и др. - технические; эта группа принципов подразумевает использование конкретных технических решений для повышения безопасности. 1.3.2. Методы ноксологии Методы ноксологии рационально разделить на две группы: методы ноксологии как науки; методы обеспечения безопасности в ноксосфере. Рассмотрим обе группы методов: Методы нокосологии как науки Системный метод. Системный метод фокусируется на том, что любое явление, действие, всякий объект рассматривается как элемент системы. Под системой понимается совокупность элементов, взаимодействие между которыми адекватно однозначному результату. Такую систему будем называть определенной. Если же совокупность элементов взаимодействует так, что возможны различные результаты, то система называется неопределенной. Причем уровень неопределенности системы тем выше, чем больше различных результатов может появиться. Неопределенность порождается неполным учетом элементов и характером взаимодействия между ними. К элементам системы относятся материальные объекты, а также отношения и связи, существующие между ними. Различают естественные и искусственные системы. При конструировании искусственных систем сначала задаются реальной целью, которую необходимо достичь, и определяют элементы, образующие систему. Задача сводится по существу к тому, чтобы на естественную систему, ведущую к нежелательному результату, наложить искусственную систему, ведущую к желаемой цели. При этом положительная цель достигается за счет исключения элементов из естественной системы или нейтрализации их элементами искусственной системы. Можно, следовательно, говорить о системах и контрсистемах. Системный метод отражает универсальный закон диалектики о взаимной связи явлений и ориентирует на учет всех элементов, форми27 рующих рассматриваемый результат, на полный учет обстоятельств и факторов ноксосферы. Методы индукции и дедукции. При использовании индукции мысль движется от знания частного, знания фактов к знанию общего, знанию законов. В основе индукции лежат индуктивные умозаключения. Они проблематичны и не дают достоверного знания. Такие умозаключения наводят (отсюда и термин: индукция – наведение) мысль на открытие общих закономерностей, обоснование которых позже дается иными способами. Дедукция является приемом противоположной направленности. В дедуктивном умозаключении движение мысли идет от знания общего к знанию частного. В специальном смысле слова дедукция обозначает процесс логического вывода по правилам логики. В отличие от индукции, дедуктивные умозаключения дают достоверное знание при условии, что такое знание содержалось в посылках. Индукция и дедукция в познании органически связаны. Методы анализа и синтеза. Анализ – это прием мышления, связанный с разложением изучаемого объекта на составные части, стороны, тенденции развития и способы функционирования с целью их относительно самостоятельного изучения. Синтез – прямо противоположная операция, заключающаяся в объединении ранее выделенных частей в целое и с целью получить знание о целом путем выявления тех существенных связей и отношений, которые объединяют ранее выделенные в анализе части в одно целое. Методы абстрагирования, идеализации и обобщения. Абстрагирование есть процесс мысленного выделения, вычленения отдельных интересующих нас в контексте признаков, свойств и отношений конкретного предмета или явления при одновременном отвлечении от других свойств, признаков, отношений, которые в данном контексте несущественны. Когда мы абстрагируем некоторое свойство или отношение ряда объектов, то тем самым создается основа для их объединения в единый класс. По отношению к индивидуальным признакам каждого из объектов, входящих в данный класс, объединяющий их признак выступает как общий. Обобщение - это такой прием мышления, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов. В процессе идеализации происходит предельное отвлечение от всех реальных свойств предмета с одновременным введением в содержание образуемых понятий признаков, нереализуемых в действительности. Образуется т.н. идеальный объект, которым может оперировать теоретическое мышление при познании реальных объектов. Метод аналогии. При аналогии на основе сходства объектов по некоторым признакам, свойствам и отношениям выдвигают предположение об их сходстве и в других отношениях. Вывод по аналогии также проблематичен, как и в индукции, и требует своего дальнейшего обоснования. Методы наблюдения и измерения. Наблюдение – это целенаправленное изучение предметов, опирающееся в основном на такие чувственные способности человека, как ощущение, восприятие, представление; в ходе наблюдения мы получаем знание о внешних сторонах, свойствах и признаках рассматрива28 емого объекта. Познавательным итогом наблюдения является описание – фиксация средствами языка исходных сведений об изучаемом объекте. Наблюдение далеко не пассивно, оно имеет свои активные стороны – целенаправленный характер наблюдения и избирательность, а также его теоретическая обусловленность. Наблюдение в самом общем виде подразделяется на качественное и количественное. Количественное наблюдение называется измерением. Измерение – это процесс определения отношения одной измеряемой величины, характеризующей данный объект, к другой однородной величине, принятой за единицу. В основе операции измерения лежит сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам. Чтобы осуществить такое сравнение, необходимо иметь определенные единицы измерения, наличие которых дает возможность выразить изучаемые свойства со стороны их количественных характеристик. Моделирование. Моделирование – это такой метод исследования, при котором интересующий объект замещается другим объектом, находящимся в отношении подобия к первому объекту. Первый объект – оригинал, второй – модель. Знания, полученные при изучении модели, распространяются на оригинал на основании аналогии и теории подобия. Эксперимент. Эксперимент, как и наблюдение, является базисным методом на эмпирическом уровне познания в ноксологии. Эксперимент – это активный целенаправленный метод изучения явлений в точно фиксированных условиях их протекания, которые могут воссоздаваться и контролироваться самим исследователем. Эксперимент является связующим звеном между теоретическим и эмпирическим этапами и уровнями научного исследования. Его замысел всегда опосредован предварительным теоретическим знанием, а результаты требуют обязательной теоретической интерпретации. Методы обеспечения безопасности в ноксосфере Общие методы: Разделение гомосферы и ноксосферы: применение защиты расстоянием и временем, вывод человека из зоны действия опасного фактора или сокращение времени пребывания человека в зоне при наличии вредных факторов воздействия, использование экобиозащитной техники и организационных мероприятий; Нормализация ноксосферы: защита зон жизнедеятельности от естественных негативных воздействий; снижение негативного влияния источников опасностей и вредных факторов до нормативных требований и допустимых уровней воздействия; осуществление оценки воздействия на окружающую среду при проектировании объектов техносферы; Приведение характеристик человека в соответствие с характеристиками ноксосферы: обучение, инструктаж, снабжение человека эффективными средствами защиты, приспособление человека, профессиональный отбор работающих, тренировка, подготовка населения к действиям в опасных и чрезвычайно опасных ситуациях; Частные методы: 29 Монографический - это детальное изучение и описание всего комплекса условий возникновения несчастных случаев. Составление карт общего анализа опасностей. Дается описание опасности, серьезность опасности, вероятность опасности, затраты, действенность. Групповой метод основан на сборе и систематизации материалов о происшествиях и профессиональных заболеваниях по некоторым однородным признакам (например время года, время суток, тип оборудования, стаж работника). Топографический способ как разновидность группового. Данные собираются по предприятиям. Способ анкетирования. Метод дерева отказов. 30 ГЛАВА 2. ПОКАЗАТЕЛИ И КРИТЕРИИ ОПАСНОСТЕЙ 2.1 Организационно-технические показатели и критерии 2.1.1. Критерии и показатели комфортности и опасности Комфорт (англ. comfort), бытовые удобства. В широком понимании «комфорт» - отсутствие разлада с собой и окружающим миром. В узком понимании «комфорт» — оптимальное сочетание параметров микроклимата и уюта в зонах деятельности и отдыха человека. Комфортными называются такие параметры окружающей среды, которые позволяют создать наилучшие для человека условия жизнедеятельности. В качестве показателей комфортности устанавливают значения температуры, влажности и подвижности воздуха в помещениях. Критериями комфортности являются значения нижнего и верхнего придела этих показателей. Тепловой комфорт, наиболее предпочтительное (комфортное) тепловое состояние организма человека; характеризуется определенным содержанием и распределением теплоты в поверхностных и глубоких тканях тела при минимальном функциональном напряжении системы терморегуляции. Показателями опасности (вредности) окружающей среды являются значения концентраций вредных веществ и значения уровней энергетических воздействий в жизненном пространстве. Критериями безопасности являются ограничения, вводимые на показатели опасности, то есть на концентрации веществ, и потоки энергий в жизненном пространстве. Концентрации регламентируют, исходя из предельно допустимых значений концентраций этих веществ в жизненном пространстве: С < ПДК, (2.1) где С—концентрация вещества в жизненном пространстве; ПДК — предельно допустимая концентрация вещества в жизненном пространстве. Для потоков энергии допустимые значения устанавливаются соотношениями: I < ПДУ, (2.2) где I — интенсивность потока энергии; ПДУ — предельно допустимый уровень потока энергии. Конкретные значения ПДК и ПДУ устанавливаются нормативными актами Государственной системы санитарно-эпидемиологического нормирования РФ. В тех случаях, когда состояние среды обитания не удовлетворяет критериям безопасности и комфортности, неизбежно возникают негативные последствия. Для интегральной оценки влияния опасностей на человека и среду обитания используют ряд показателей негативности. К ним относятся: 1) Числнность пострадавших (Tтр) 31 2) Показатель частоты травматизма (Кч) определяет число несчастных случаев, приходящихся на 1000 работающих за определенный период: Кч=Ттр Ч 1000/С, (2.3) где С – среднесписочное число работающих. 3) Показатель тяжести травматизма Кт характеризует среднюю длительность нетрудоспособности, приходящуюся на один несчастный случай: Кт = Д/ Tтр , (2.4) где Д — суммарное число дней нетрудоспособности по всем несчастным случаям. 4) Показатель нетрудоспособности Кн = КчЧКт, (2.5) 5) Численность пострадавших, получивших профессиональные или региональные заболевания (Тз); 6) Показатель сокращения продолжительности жизни (СПЖ) при воздействии вредного фактора или их совокупности. К показателям СПЖ относятся абсолютные значения АСПЖ в сутках и относительные показатели ОСПЖ, определяемые по формуле: ОСПЖ=(П – АСПЖ/365)/П (2.6) где П – средняя продолжительность жизни, лет. Показатели сокращения продолжительности жизни могут определяться как для воздействия одного вредного фактора, так и для их совокупности. Система показателей опасности и комфортности представлена на рис. 2.1. ▼ Показатели комфортности Система показателей и критериев ▼ ▼ ▼ Показатели Показатели Показатели (критерии) негативности Продолжительности опасности техносферы жизни (травматизма) C (ПДК) I (ПДУ) Исходные показатели: Ттр, Д, ТЗ Расчетные показатели: Кч, Кт, Кн П, АСПЖ ОСПЖ t0 φ v Рис. 2.1. Система показателей опасности и комфортности 32 2.1.2 Понятие о риске Ранняя этимология слова «риск» обозначала ситуации, когда человек решался на какое-то действие. Позднее, считая себя вправе совершить той или иной поступок, мероприятие слово «риск» приобрело оттенок трагичности изза неопределенности и опасности и стало определять действие, когда человек сознательно подвергает себя опасности в надежде на успех задуманного им предприятия. В мировой практике понятие риска (R) используется при оценивании потенциального ущерба. В терминах теории вероятности - опасности (Н), уязвимости (V): R = H ґV . (2.7) Опасность подразумевает некую угрозу, существующую независимо от человека, помимо его воли. В (2.5) под опасностью понимается вероятность события на заданной площади в течение заданного интервала времени. Опасность может характеризоваться финансовым или экономическим ущербом, в который включается суммарная стоимость всех затрат, связанных с происшедшим событием, и стоимость человеческих жертв. Уязвимостью называется отношение ущерба к общей стоимости объекта. Чаще всего за риск принимают вероятность опасности, ущерба или смерти, хотя оценки риска могут выражаться в процентном отношении вероятностных потерь, в абсолютном денежном выражении, в количестве жертв от события. Функционал риска R задается параметр-функциями, характеризующими экологические, техногенные, социально-экономические и другие факторы. Среди них выделяют: - повторяемость чрезвычайных ситуаций (ЧС); - природный фон (географические особенности региона); - социальный фон (этнические, исторические и политические особенности региона); - уязвимость населения, определяемая уровнем экономического развития; - субъективное восприятие населением угрозы возникновения ЧС. В простейшем случае оценка вероятности риска: P(F) = P(H) PCF/H), (2.8) где Р(Н) — вероятность (повторяемость) опасности Н определённой интенсивности, численно равная её статистической вероятности, а P(F/H) — вероятность ущерба. Эта ситуация графически проиллюстрирована на рис. 2.2. 33 Рис. 2.2. Соотношение между опасностью и уязвимостью При нормальном или степенном законе распределения в каждой системе кругов, морфология фигуры «риск» соответствует седловине. С учетом (2.8), безопасность: P(S) = 1 - P(F). (2.9) Оценка риска для объекта или субъекта в виде возможных потерь за определённый период времени является перспективной альтернативой критерия предельных состояний. При этом необходимо учитывать особенности субъективного восприятия угроз. Последствия воздействий техногенных факторов можно разделить на соматические и генетические (рис. 2.3). Последствия воздействия техногенных факторов Соматические Генетические Наблюдаются непосредственно у рецепторов негативных воздействий Выявляются у последующих поколений рецепторов, подвергшихся воздействию Рис. 2.3. Классификация техногенных воздействий с позиции теории риска Соматические эффекты могут быть ранними (проявляют себя в период времени от единиц минут до одного-двух месяцев) и отдаленными (сказываются на протяжении всей жизни рецептора, сокращая ее продолжительность). К числу первых относятся разного рода пороговые эффекты, которые наблюдаются обычно после больших интенсивностей и доз воздействия (от резкого 34 снижения работоспособности до гибели рецептора); эффекты второго рода зависят от суммы накопленной дозы воздействия: это соматико-стохастические явления, связанные с профессиональным риском, профессиональными заболеваниями и т. д. Генетические эффекты на последующих поколениях рецепторов также распределяются стохастически, ибо в обществе поврежденные гены могут «разбавляться» неповрежденными с вероятностью, зависящей от процентного соотношения между пострадавшими и не пострадавшими от данного воздействия организмами. 2.1.3 Концепция приемлемого риска Технический и технологический прогресс неизбежно ведут к росту общего уровня риска в обществе. Поэтому каждое новшество следует оценивать на основе соотношения «польза/затраты» и концепции приемлемого риска, которая имеет ряд существенных аспектов нетехнического содержания: социальных, экономических, юридических, психологических и т. п. Субъективное восприятие техногенного риска зависит от особенностей личности, жизненного опыта, психологии восприятия побед и поражений. Наше восприятие текущей ситуации влияет на выбор тактики и стратегии снижения риска. При выигрыше люди обычно пытаются уменьшить риск и удержать имеющееся. Когда же они терпят растущие убытки, то из-за стресса становятся более склонны к риску. Особенно, когда терять становится нечего. Психологический уровень индивидуального приемлемого риска гибели оценивается в 10-6. Риск смерти менее 10-6 обычно игнорируется. Эта пороговая величина использована в стандартах по безопасности ряда европейских стран. Средства на снижение риска, если он меньше 10-7, не выделяются. Для событий с риском смерти в 10-3 организуются контрмеры. При уровне риска 104 люди менее склонны к серьезным действиям, но готовы тратить деньги на уменьшение риска. При добровольном индивидуальном риске, когда человек может лично воздействовать на ситуацию, психологический порог значительно выше. За рулём автомобиля человек чувствует себя уверенней, чем авиапассажир в полёте, считая, что в состоянии справиться с ситуацией. Социальная приемлемость величины риска зависит от числа подвергающихся опасности людей, так как экономические потери для государства могут быть чересчур большими. Чем больше людей подвергается опасности, тем больше общество заботится о безопасности и принимает меры к снижению уровня индивидуального риска. Общество готово принять добровольный риск в 1000 раз больше, чем вынужденный. При этом часто игнорируются меньшие уровни риска, связанные с новыми, до конца, не изведанными областями деятельности (например, последствия мутаций от малых доз облучения и т. п.). Средний приемлемый риск в профессиональной сфере составляет ≈2,5∙10-4 в год. 35 Приемлемый риск должен соответствовать минимуму суммарных потерь и затрат в обществе и окружающей среде, связанных с достижением поставленной человечеством цели. Определение этих минимумов обычно происходит эмпирически, методом проб и ошибок, что связано с большими издержками, промахами и просчетами, которые негативным образом сказываются на качестве жизни большинства людей и проявляются в техногенном риске, определяемом, например, как средняя вероятность наступления негативных последствий воздействия. При этом признается стохастичность интенсивности, продолжительности и специфических качеств воздействия. В частном случае под негативными последствиями понимается гибель живого организма – смерть человека. Изучение статистики смертности людей позволяет в первом приближении установить круг факторов, определяющих уровни смертельного риска в человеческом обществе, а также порядок наблюдаемых в настоящее время значений риска. Источники риска смертности современного человека можно классифицировать по: - внутренней среде организма (генетические и соматические заболевания, процессы старения); - внешней среде обитания; - профессиональной и непрофессиональной деятельности (заболевания, несчастные случаи, аварии и травматизм и т.д.); - социальной среде (суицид, преступления, наркотики, насилие, войны и т.п.). Приемлемые уровни риска можно связать с продолжительностью жизни человека, то есть с риском смерти 10-2 в год (один раз в 100 лет). Эта величина может считаться социально-приемлемым уровнем риска. Величину реального уровня риска смерти характеризует содержание табл. 2.1. Таблица 2.1. Оценки риска смерти за год Уровень риска (1-5)∙10-6 10-5 (0,4-2)∙10-5 7,5∙10-5 5∙10-4 (1,8-2,7)∙10-3 (2-10)∙10-2 Ситуация Отравление выхлопными газами автомобиля Естественная среда обитания (землетрясения, наводнения, ураганы, грозы и др.) Загрязнения атмосферного воздуха выбросами ТЭС Военные действия в мирный период Риск смерти от 30-летнего курения Смертность в России в 2008-2010 гг. для возрастной группы 20-25 лет Неядерная война 36 Вероятность гибели от техногенных катастроф в 2008 г. оценивалась в 2,4∙10 , а от природных явлений в 5∙10-7, что сравнимо с возможностью гибели в авиакатастрофах в 2008 г. на самолетах Аэрофлота (3,4∙10-6) и на самолетах европейских компаний и США (0,7-8,0∙10-7). Это существенно меньше, чем вероятность гибели от дорожно-транспортных происшествий. В Ленинградской области в 2010 г. она составляла 2,7∙10-4, что было сравнимо с уровнем убийств и самоубийств в РФ (2,6∙10-4). В обычной жизни 41,4 % всех смертных случаев связано с курением, с алкоголем - 27,6 %, с дорожно-транспортными происшествиями - 15,4 %, со стихийными бедствиями - 4,4 %, с огнестрельным оружием (4,6 %) (табл. 2.2). Функционирование любого, в том числе военного, объекта, представляющего опасность для окружающей среды, принято характеризовать, во-первых, уровнем опасностей и угроз, связанных с возможностью возникновения аварий и катастроф и, во-вторых, характером и масштабами различного рода последствий при этих авариях и катастрофах. Мониторинг возможных опасностей и угроз проводится на всех стадиях жизненного цикла объекта. При этом оценивается и ущерб, который уточняется после произошедшего опасного события. Полученные результаты используются для уточнения техногенного риска. Риск возникновения и воздействия опасных природных явлений на людей принято называть природным риском. Влияние окружающей среды может характеризоваться гидрометеорологической безопасностью — состоянием защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от воздействия опасных природных явлений, изменений климата. -6 Таблица 2.2 Оценки вклада (%) различных факторов в преждевременную смертность в России Причины смерти Болезни сердца Новообразования Церебно-васкулярная болезнь Дорожно-транспортный травматизм Диабет Цирроз печени Самоубийства Несчастные случаи В среднем Образ жизни 54 37 50 69 26 70 60 51 48,5 Окружающая среда 9 34 22 18 0 9 35 31 15,8 Генетика 25 29 21 1 68 18 2 4 24,9 Медицина 12 10 7 12 6 3 3 14 10,8 Понятие техногенного риска напрямую связано с понятием экологического риска. Под экологическим риском в широком смысле следует понимать риск 37 ухудшения качества компонентов окружающей среды, ее природных и природно-антропогенных образований, деградации флоры и фауны и уменьшения видового разнообразия, дегармонизации естественных процессов, нарушений биогеохимических циклов, процессов биотической саморегуляции и экологических равновесий, а также снижения адаптационных возможностей указанных природных, природно-антропогенных образований и экосистем по отношению к негативным воздействиям и исчерпания их экологического резерва (экологической емкости). Все отмеченные в этом определении составляющие (направления анализа и оценки) экологического риска должны приниматься во внимание при анализе и оценке экологического риска техногенных воздействий любого характера. При этом, в зависимости от характера окружающей среды, где рассматривается возможность возникновения и развития аварийных и иных техногенных воздействий, акцент может делаться на анализ и оценку экологического риска для тех или иных реципиентов (объектов) этих воздействий. К таковым могут быть отнесены: - компоненты природной среды, имеющие наиболее важное значение в жизнедеятельности человека: атмосфера (воздушная среда); гидросфера (вода); литосфера (земля, почва); различные виды ресурсов; - природные и природно-антропогенные образования, в том числе природно-территориальные комплексы, природные и природно-антропогенные ландшафты; - биоценозы и экосистемы различных характеров и масштабов (также относящиеся к природным объектам); - отдельные группы людей из числа населения и производственных коллективов, подвергающиеся воздействиям, которые влекут за собой ухудшение здоровья по экономическим причинам. Для каждого из этих реципиентов могут быть выделены составные элементы и определена структура возможного экологического ущерба при техногенных воздействиях. Например, для биоценозов и экосистем экологический ущерб целесообразно выражать, главным образом, через снижение уровня биоразнообразия, нарушение процессов биотической саморегуляции и экологического равновесия; для такого компонента окружающей среды как почва — через снижение способности почвы к ассимиляции загрязнителей и сопротивлению к неблагоприятным воздействиям, снижение плодородия почвы и ее способности к саморегуляции естественных процессов. 38 2.2 Медико-экологические показатели и критерии опасностей 2.2.1 Негативные последствия влияния опасностей на человека В течение всей жизни человек находится под непрерывным влиянием факторов окружающей среды, благоприятных или вредных для здоровья. Из комплекса воздействующих факторов окружающей среды выделяют природные и антропогенные. Это различие обусловлено особенностями их биологического действия на жизнедеятельность организма. Большинство антропогенных факторов нежелательны или опасны в зависимости от величины воздействия. А присутствие природных факторов в окружающей среде, воздействие их на организм человека в оптимальных количествах жизненно необходимы. Это связано с тем, что природные факторы составляют естественный фон биосферы, обеспечивающий относительное постоянство её состава и круговорот веществ в природе, и служат основой функционирования живой материи. В случае действия природных факторов с интенсивностью, превышающей адаптационные возможности организма человека, их можно рассматривать как действие загрязнителей окружающей среды, которые могут нанести вред здоровью населения. На рис. 2.4 представлена классификация опасностей по характеру воздействия на человека: Опасность хранят все системы, населённые энергией, имеющие химически и биологически активные элементы. Одним из важнейших условий сохранения и укрепления здоровья людей является поддержание оптимального состояния физической среды обитания. Под физической средой понимают совокупность факторов, оказывающих на организм энергетическое воздействие (механическое, термическое, электрическое, электромагнитное, радиационное и др.). К природным относятся погодные и климатогеографические факторы: температура, влажность, скорость движения воздуха, атмосферное давление, атмосферное электричество, солнечная радиация и др. Погодные факторы имеют значение в эпидемиологии распространения инфекционных заболеваний, воздействуют на тепловой обмен и физиологическое состояние человека. В соответствии с ритмичностью природных явлений происходят ритмические изменения биологических процессов - биоритмы (суточные, лунные, сезонные). Если режим дня человека согласован с циклами внешних условий, то это способствует жизнедеятельности и работоспособности и наоборот. Перемещение человека в новые климатические условия вызывает необходимость акклиматизации. Неблагоприятное действие природных физических факторов усиливается при стихийных бедствиях. 39 Опасности по характеру воздействия на человека Активные – имеют энергетические ресурсы Активно-пассивные – активизируются за счет энергии, носителем которой является человек Пассивные – проявляются опосредовано (опасные свойства) Механические, термические, электрические, электромагнитные, химические, биологические, психофизиологические факторы Острые (колющие, режущие) предметы, неровности, уклоны, подъемы Коррозия, накипь, недостаточная прочность материалов, повышенная нагрузка на механизмы и машины Рис. 2.4. Классификация опасностей по характеру воздействия на человека К антропогенным физическим факторам относят механические, термические воздействия и воздействия других видов энергии. Механические воздействия создаются движущимися машинами и механизмами, передвигающимися материалами, заготовками, изделиями, незащищёнными подвижными элементами оборудования, потерей равновесия и падением работающих. Они могут привести к травме и к смерти. Неблагоприятные термические воздействия приводят к нарушению терморегуляции, перегреву и тепловому удару. Многие производственные процессы сопровождаются шумом и вибрацией, длительное воздействие которых ведёт к тугоухости, шумовой болезни, виброболезни, нарушениям в сердечно-сосудистой системе. Электрический ток, электрические и магнитные поля могут привести к травмам и к заболеваниям, к замыканиям, взрывам и пожарам. Ультрафиолетовые, инфракрасные, лазерные излучения приводят к нарушениям здоровья, к снижению работоспособности. Ионизирующие излучения вызывают лучевую болезнь. Химические факторы - это различные химические вещества, входящие в состав воздуха, воды, пыли, пищи, а также загрязнители (сбросы и выбросы предприятий). Природные факторы, поступающие с продуктами питания, водой, воздухом, имеют важное значение для жизнедеятельности человека. К ним относятся белки, витамины, аминокислоты, углеводы, микроэлементы и др. Возможно природное загрязнение окружающей среды при извержении вулканов, действии гейзеров, при ураганах, смерчах. Неблагоприятный эффект от действия факторов окружающей среды усиливает алкоголь, наркотики и таба40 кокурение. Такой же эффект может вызвать и неправильный приём лекарственных препаратов. Наибольшую опасность химических антропогенных факторов представляет химическое оружие, основу которого составляют боевые отравляющие вещества. Биологические факторы могут встречаться во всех средах - в воде, воздухе, почве, продуктах питания, на производстве, в быту. Их источником являются предприятия пищевой, фармацевтической промышленности, сельскохозяйственные предприятия и животноводческие комплексы, очистные сооружения. Биологическое загрязнение включает патогенные бактерии и продукты их жизнедеятельности, биологические средства защиты растений. В атмосферном воздухе находится много природных факторов, вызывающих аллергические реакции у человека: частицы плесени, пыльца цветов, волокна растений. В воде - фитопланктон и продукты гниения растений, загрязняющие водоёмы. Кроме указанных природных факторов следует отметить насекомых - вредителей лесного и сельского хозяйства (саранча, колорадский жук, шелкопряды и т.п.), насекомых - переносчиков инфекционных заболеваний человека и животных (комары, клещи, блохи, вши), патогенные микроорганизмы, вызывающие распространение инфекций (бактерии, вирусы, риккетсии, грибки). Особую опасность представляет бактериологическое оружие, основанное на применении биосредств - насекомых и микроорганизмов. Психофизиологические факторы - это физические и нервно-психические перегрузки. Физические перегрузки различают статические и динамические. Нервно-психические перегрузки подразделяют на умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегрузки (стресс). Среди психофизиологических факторов, влияющих на безопасность деятельности, выделяют устойчиво и временно повышающие индивидуальную подверженность опасности. Из факторов, устойчиво повышающих подверженность опасности, выделяют: - особенности темперамента; - функциональные изменения в организме; - дефекты органов чувств; - неудовлетворённость данным видом деятельности; - профессиональную непригодность. Неудобная рабочая поза, неблагоприятный темп труда, чрезмерные физические усилия, умственные и нервно-психические перегрузки приводят к повышенному нервному и физическому утомлению, которое ослабляет психику, снижает чувствительность органов зрения, и слуха, ухудшает координацию движений, снижает быстроту и точность ориентации, бдительность и внимание, нарушает восприятие происходящего. Всё это создаёт предпосылки или является причиной несчастных случаев или расстройств здоровья. 41 2.2.2 Заболеваемость и травматизм Структура и уровень заболеваемости являются важнейшими составляющими комплексной оценки здоровья населения. Однако изучение заболеваемости, несмотря на видимую простоту, представляет собой весьма сложный процесс, поскольку дефиниция заболеваемости значительно труднее, чем дефиниция, например, смертности, хотя бы с той точки зрения, что болезнь — явление динамичное, а не статичное. Смерть — явление однозначное, точно очерченное, и случаи смерти легко подсчитать. Болезнь же, напротив, — меняющееся состояние, подверженное большим колебаниям: от весьма незначительных отклонений от нормы, не препятствующих порой нормальной деятельности человека, вплоть до временной или стойкой нетрудоспособности. По определению ВОЗ, заболевание — это любое субъективное или объективное отклонение от нормального физиологического состояния организма. Таким образом, понятие «заболевание» шире, чем понятие «болезнь». На основании многолетнего исследования проблем заболеваемости, основываясь на анализе литературы и собственных данных, можно предложить следующую классификацию заболеваемости (рис. 2.5). Исходя из предложенной классификации заболеваемости, а также приведенных выше суждений, можно предложить следующую трактовку основных понятий. Исчерпанная (истинная) заболеваемость — общая заболеваемость по обращаемости, дополненная случаями заболеваний, выявленных при медицинских осмотрах, и данными по причинам смерти. Общая заболеваемость по обращаемости (распространенность, болезненность) — совокупность первичных в данном году случаев обращений населения за медицинской помощью по поводу заболеваний, выявленных как в данном, так и в предыдущие годы. 42 Рис. 2.5. Классификация заболеваемости 43 Первичная заболеваемость (по обращаемости) — совокупность новых, нигде ранее не учтенных и впервые в данном году зарегистрированных при обращении населения за медицинской помощью случаев заболеваний. Накопленная заболеваемость (по обращаемости) — все случаи первичных заболеваний, зарегистрированные в течение ряда лет при обращении за медицинской помощью. Частота заболеваний, выявленных дополнительно при медицинских осмотрах, — все случаи заболеваний, выявленных дополнительно при проведении медицинских осмотров, но не зарегистрированных в данном году при обращении населения за медицинской помощью. Частота заболеваний, выявленных дополнительно при анализе причин смерти, — все случаи заболеваний, установленные при судебно-медицинском или патологоанатомическом исследовании Особую категорию заболеваний составляют профессиональные заболевания. Профессиональным заболеванием называется заболевание, которое развивается в результате воздействия на работающего специфических для данной работы вредных производственных факторов и вне контакта с ними возникнуть не может. Частным случаем профессионального заболевания является профессиональное отравление. Профессиональные отравления бывают острыми и хроническими. Профзаболевание обычно возникает в результате более или менее длительного периода работы в неблагоприятных условиях, поэтому в отличие от травмы точно установить момент возникновения заболевания нельзя. Кроме профессиональных на производстве сейчас выделяют группу так называемых производственно-обусловленных заболеваний. К ним относят болезни, которые в принципе не отличаются от обычных болезней, однако неблагоприятные условия труда способствуют возникновению некоторых из них и ухудшают их течение. Например, у лиц, выполняющих физическую работу в плохих условиях, чаще возникают такие заболевания, как радикулит, варикозное расширение вен, язвенная болезнь желудка и т.п. Если же работа требует большого нервно-психического напряжения, то чаще возникают всевозможные неврозы и болезни сердечно-сосудистой системы. Основными статистическими показателями учета профессиональной заболеваемости являются коэффициент частоты заболеваемости, коэффициент текучести заболеваний, коэффициент нетрудоспособности на 100 чел. Коэффициент частоты заболеваемости на 100 рабочих рассчитывается как: К ч. з . = N ґ 100, Ч рбв (2.10) где N – количество случаев заболеваемости, Ч рбв - число рабочих предприятия. Коэффициент текучести заболеваний (дней нетрудоспособности / на 1 случай) рассчитывается как: 44 К т. з . = Т нт ґ 100, N (2.11) где Т нт - число дней нетрудоспособности. К нт . з. = Т нт ґ 100 . Ч рбв (2.12) Далее рассчитывают динамику уровней заболеваемости по отношению к предыдущему году. Если полученная величина превышает 100%, например, 127%, то заболеваемость выше на 27%; если менее 100%, например, 98%, то заболеваемость снизилась на 2%. Для углубления анализа и выявления прямых связей с плохими условиями труда, рассчитывают коэффициенты нетрудоспособности по наиболее распространенным заболеваниям и по структурным подразделениям предприятия (цехам, участкам). В Российской Федерации в 2010 г. было зарегистрировано 11277 случаев профессиональных заболеваний и отравлений, из них 2568 у женщин. Острые профессиональные отравления составили 116 случаев, а хронические - 185, что значительно больше по сравнению с 2001 годом. Показатель профессиональной заболеваемости составил 2,23 на 10000 работников. При этом на хронические профзаболевания и отравления приходилось 98,4% от общего числа профзаболеваний и отравлений, что приводит к ограничению профессиональной трудоспособности и ее утрате. В структуре нозологических форм хронических профессиональных заболеваний преобладали заболевания, связанные с воздействием физических факторов - 37,51% (в 2006 г. - 37,66%), заболевания, вызванные воздействием промышленных аэрозолей - 27,26% (31,62%), заболевания, связанные с физическими перегрузками и перенапряжением отдельных органов и систем - 17,85% (16,01%), заболевания (интоксикации), вызванные воздействием химических факторов - 7,8% (5,62%), заболевания, вызванные биологическим фактором 6,65% (6,44%). Также из общей массы заболеваний обращают на себя внимание нейросенсорная тугоухость - 18,7% (16,9%) и вибрационная болезнь - 15,7% (17,3%). Ранжирование отдельных отраслей экономики по показателям профессиональной заболеваемости за 2006-2010 гг. (на 10000 работающих) приведено ниже (табл. 2.3). В разрезе субъектов Российской Федерации в 2010 году наиболее высокие показатели профессиональной заболеваемости были зарегистрированы в Кемеровской области - 20,24, Ростовской - 8,07, Республике Коми 7,88, Чукотском автономном округе - 6,95, Свердловской области - 4,99, Челябинской 4,42, Сахалинской области и Приморском крае - 3,96. Обстоятельствами и условиями возникновения хронических профзаболеваний в 2010 году послужили: несовершенство технологических процессов (в 42,5% случаев), конструктивные недостатки средств труда (30,61%), несовершенство рабочих мест (5,19%), несовершенство сантехустановок (4,04%), не45 применение средств индивидуальной защиты (СИЗ) (2,23%), отсутствие СИЗ (1,96%), несовершенство СИЗ (1,60%), нарушение правил техники безопасности (0,81%). Таблица 2.3 Ранжирование отдельных отраслей экономики по показателям профессиональной заболеваемости за 2006-2010 годы (на 10000 работающих) Ранговое место 1. 2. 3. 4. 5. 6. Отрасли 2006г. 2007г. 2008г. 2009г. 2010г. 29,83 10,72 8,79 7,17 8,52 8,75 4,54 2,90 5,78 5,12 7,51 2,19 2,88 2,66 3,15 2,42 2,69 0,12 0,91 0,87 1,85 29,41 10,79 8,23 13,27 6,70 10,31 5,80 2,57 5,89 4,89 7,21 3,15 2,43 2,40 3,83 2,71 7,24 0,19 0,91 0,79 1,77 91,76 11,55 8,86 16,57 8,65 9,57 4,50 0,19 10,51 7,64 8,80 2,81 2,99 3,04 2,75 3,00 2,99 2,75 1,69 0,89 1,81 42,44 11,79 13,45 15,30 8,38 34,21 5,86 2,38 6,69 4,60 8,20 2,22 2,82 2,30 5,01 0,67 1,96 0,24 1,09 0,87 2,24 42,15 18,18 13,87 11,27 11,05 9,98 8,89 6,76 5,97 4,74 3,34 3,14 2,67 2,45 1,72 1,72 1,56 1,15 1,09 1,07 2,23 Угольная промышленность Энергетическое машиностроение Цветная металлургия Тяжелое машиностроение Черная металлургия Строительно-дорожное машиностроение 7. Станкостроительная и инструментальная промышленность 8. Общее машиностроение 9. Тракторное и сельскохозяйственное машиностроение 10. Автомобильная промышленность 11. Транспортное машиностроение 12. Нефтехимическая промышленность 13. Электротехническая промышленность 14. Химическая промышленность 15. Нефтяное машиностроение 16. Химическое машиностроение 17. Нефтедобывающая промышленность 18. Газовая промышленность 19. Нефтеперерабатывающая промышленность 20. Электроэнергетика Показатель по Российской Федерации Возникновение острых профзаболеваний (отравлений) было в основном обусловлено нарушением правил техники безопасности (23,03%), несовершенством технологических процессов (15,73%), профессиональным контактом с инфекционным агентом (10,11%), отступлениями от технологического регламента (8,99%), авариями (8,99%), неприменением СИЗ (6,74%). Среди профессиональных отравлений преобладали отравления следующими веществами: марганец в сварочном аэрозоле, углерод оксид, ртуть, фтористые соединения, свинец и его неорганические соединения, хлор, аммиак. Травматизм является одной из важнейших медико-социальных проблем современности не только для России, но и для большинства стран мира. На протяжении всего XX в. актуальность проблемы травматизма росла, причем 46 особое беспокойство вызывает не просто рост травматизма, а то обстоятельство, что отмечается рост травматизма со смертельным исходом, с переходом на инвалидность, с временной утратой трудоспособности, т. е. утяжеление исходов травм. Сегодня в экономически развитых странах мира травмы занимают третье место среди причин смерти населения, причем травмы чаще уносят жизни людей наиболее молодого, трудоспособного возраста. Эпидемиологическая ситуация с травматизмом в России крайне напряженная. Ежегодно в стране регистрируется более 12 млн. случаев травм и отравлений, из них травмы составляют 93 %, отравления — 1 %, другие несчастные случаи — 6 %. В 2010 г. погибли: 39341 человек от автотранспортных травм, 33979 — от случайных отравлений алкоголем, 15866 — от случайных утоплений, 56568 — от самоубийств, 40532 — от убийств.