Глава 1. Теоретические основы безопасности жизнедеятельности
1.1. Структура, цель и задачи учебной дисциплины
Учебная дисциплина состоит из двух разделов и содержит систематизированные научные знания и методики по основам, организации, управлению и правовому регулированию общественных отношений в области безопасности жизнедеятельности (БЖД) на основе мирового опыта и государственной политики.
Дисциплина изучает теоретические основы взаимодействия человека с окружающей средой и способы обеспечения безопасности его жизни и деятельности в среде обитания и условиях современного производства.
Цель преподавания и изучения дисциплины – обучение студентов основам БЖД в условиях современной природной, техногенной и социальной обстановки и основам организации защиты населения и объектов при угрозе и возникновении чрезвычайной ситуации (ЧС).
Главной задачей дисциплины является приобретение студентами необходимых компетенций для обеспечения комфортных условий существования человека в процессе его труда как высшей формы жизнедеятельности.
Иными задачами являются:
• изучение теоретических основ обеспечения БЖД в современных условиях с учетом профиля профессиональной подготовки;
• изучение содержания мероприятий по предупреждению ЧС и приобретение необходимых компетенций по прогнозированию, оценке обстановки и действиям в условиях возникновения ЧС;
• получение навыков оказания первой медицинской помощи пострадавшим в условиях ЧС;
• изучение структуры, задач, функций и возможностей Государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС и гражданской обороны;
• приобретение навыков использования средств индивидуальной и коллективной защиты;
• изучение основ радиационной безопасности и проживания населения в условиях радиоактивного загрязнения;
• получение навыков по индивидуальному выживанию и обеспечению устойчивости функционирования организаций здравоохранения в условиях разного рода опасностей и возникновения ЧС природного и техногенного характера.
1.2. Безопасность – базовый фактор развития общества
Накопленный человечеством опыт свидетельствует, что любая деятельность потенциально опасна.
Опасность можно охарактеризовать как наличие и действие сил (факторов), которые являются деструктивными и дестабилизирующими по отношению к какой-либо конкретной системе (организации).
Деструктивными и дестабилизирующими следует считать те силы (факторы), которые способны нанести ущерб данной системе, временно вывести ее из строя или полностью уничтожить.
Источники опасности – это условия и факторы, которые таят в себе и при определенных условиях сами по себе, либо в различной совокупности обнаруживают враждебные намерения, вредоносные свойства, деструктивную природу и по своему генезису имеют естественно-природное, техногенное и социальное происхождение.
Как возможную опасность следует рассматривать угрозу.
Уровень угрозы – это степень потенциальной опасности для объекта.
Источники угроз здоровью населения могут быть природного, технического и социального происхождения.
Источники угроз природного происхождения непосредственно связаны с разного рода стихийными бедствиями.
Технические угрозы – это совокупность действий, направленных на нарушение или нейтрализацию работы аппаратно-технических средств и медицинского оборудования.
Угрозы социального происхождения разделяют на физические, интеллектуальные и угрозы психического воздействия.
Физические угрозы рассматриваются как воздействие физических лиц, совершающих противоправные действия методом физического насилия. К физическим угрозам относятся террористические акции, т. е. совершение преступления в форме взрыва, поджога, применения или угрозы применения взрывных устройств, химических, биологических, токсических, ядовитых веществ, а также захват заложников, транспортных средств и т. д.
Интеллектуальные угрозы – это угрозы, направленные на продукт интеллектуального труда, умственные способности индивидуума, в том числе в связи с интенсивностью его труда и утомлением организма.
Угрозы психического воздействия можно рассмотреть на двух примерах.
♦ Психическое нападение – это такие психофизиологические состояния, которые рассматриваются потерпевшим как «наведенные извне», т. е. исходящие от другого человека, с которым пострадавший в момент нападения находился в непосредственном контакте.
♦ Психическое насилие, выражающееся в демонстрации, в том числе на вербальном (словесном) уровне, угрозы применения средств и способов административного воздействия.
Угрозы также разделяются на внутренние и внешние.
Внутренние угрозы – это источники, порождаемые внутренними противоречиями или иными факторами, которые могут исходить непосредственно от коллектива, групп людей и отдельных личностей, наделенных определенными полномочиями при выполнении своих обязанностей в данной организации.
Внешние угрозы – это источники, которые существуют или могут появляться за рамками конкретной организации и воздействовать на ее интересы извне. Основу внешних угроз, как правило, составляют социальные источники опасности (люди), а также природные катаклизмы.
Таким образом, безопасность – это состояние системы «человек – среда обитания», при котором с определенной вероятностью исключается проявление опасностей и угроз.
Обеспечение комфортных условий производственной деятельности и отдыха создает предпосылки для проявления наивысшей работоспособности человека. При этом определение и выбор комфортных условий (параметров и организации среды обитания) деятельности и отдыха должны основываться на знании закономерностей взаимосвязей системы «человек – среда обитания», физиологии человека, его психологического состояния и функциональных возможностей.
В результате реализации такого подхода обеспечивается снижение травматизма и заболеваемости, уменьшение количества этих опасностей или снижения их уровня. Таким образом, обеспечение безопасности и безвредности труда, эффективного отдыха с соблюдением требований экологии способствует сохранению жизни и здоровья человека.
Снижение степени опасности и угроз воздействия негативных факторов среды обитания, уменьшение их количества производится на основе информации, получаемой в процессе идентификации (распознавании) этих негативных факторов и обеспечивается целесообразным выбором и применением конкретных эффективных защитных методов и средств.
Исходя из этого, комплексной научной задачей данной дисциплины является теоретический анализ, разработка методов идентификации и количественной оценки негативных факторов, генерируемых элементами среды обитания.
При этом приоритетным направлением является решение задач БЖД на этапе проектирования предметов труда, деятельности человека, а также прогнозирование природных явлений, которые могут вызывать аварии, катастрофы, чрезвычайные ситуации.
Научные задачи дисциплины не ограничиваются перечисленными аспектами. К ним относятся также комплексная оценка многофакторного влияния негативных факторов среды обитания на работоспособность и состояние здоровья человека; определение параметров комфортных условий труда и отдыха; разработка и реализация новых методов и средств защиты человека и окружающей среды от действия деструктивных и дестабилизирующих факторов, моделирование ЧС.
Практические задачи дисциплины заключаются в разработке и создании новых принципов и средств защиты человека от воздействия деструктивных и дестабилизирующих факторов.
Реализация целей и решение задач БЖД включает следующие основные этапы научной и практической деятельности человека:
• идентификация опасностей;
• разработка и реализация эффективных систем предупреждения и методов защиты от опасностей;
• разработка и реализация, создание, подготовка и содержание в надлежащем техническом состоянии средств, предусмотренных для ликвидации последствий реализации опасностей;
• организация обучения населения вопросам обеспечения безопасности жизнедеятельности в реальных ситуациях;
• подготовка специалистов по обеспечению безопасности жизнедеятельности.
Основными методами, которые применяются для решения задач в области БЖД, являются моделирование, наблюдение, эксперимент, математическая статистика, анализ, прогнозирование. При этом используются достижения профессиональной медицины (гигиены труда), природоведческих наук, психологии, экономики и исследования социальных явлений, результаты научно-технического прогресса. Благодаря такому подходу к решению поставленных задач обеспечивается выбор оптимальных форм деятельности человека, организации труда, профессионального отбора, основанных на медико-биологических, технических, эргономических, общественно-правовых и научных основах.
1.3. Аксиома о потенциальной опасности
Главным объектом изучения дисциплины является потенциальная и реальная опасность, под которой понимают явления, процессы, объекты (источники опасности), способные в процессе жизнедеятельности наносить непосредственно или косвенно ущерб состоянию здоровья.
Согласно определению Всемирной организации здравоохранения здоровье – это состояние физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов.
Любой объект материального мира, в том числе произведенный руками человека и содержащий энергетические, химические или биологические активные компоненты, характеризуется той или иной степенью опасности. Таким образом, эта характеристика является неотъемлемой формой их существования. Исходя из этого, сформулирована аксиома, согласно которой потенциальная опасность является универсальным свойством процесса взаимодействия человека с производственной средой.
Аксиома о потенциальной опасности предопределяет, что все действия человека и все компоненты производственной среды (прежде всего технические и технологические), кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать негативные факторы. Любое новое позитивное действие или результат предметной деятельности человека неизбежно сопровождается возникновением новой потенциальной опасности или группы опасностей.
Справедливость аксиомы потенциальной опасности подтверждена анализом системы «человек – производственная среда» на всех этапах ее развития. Так, на ранних стадиях развития, при почти полном отсутствии технических средств человек испытывал значительное воздействие опасностей естественного происхождения, связанных с условиями примитивного изготовления (повышенная и пониженная температура воздуха; повышенная и пониженная влажность воздуха и т. п.). В процессе развития системы к ним добавились многочисленные опасности техногенного происхождения – вибрация, шум, электромагнитные поля, высокое напряжение в электрической сети, концентрация вредных веществ в воздухе, воде, почве и т. п.
1.4. Классификация опасностей
Исходя из того факта, что природа происхождения опасностей, наносимое ими вредное или опасное влияние, уровень локализации и ряд других характеристик отличаются значительным разнообразием, разработан ряд соответствующих классификаций, целью которых является обеспечение системного подхода к определению степени отрицательного воздействия конкретной потенциальной или реальной опасности на состояние здоровья человека.
♦ По происхождению опасности классифицируются следующим образом:
• природные;
• техногенные (антропогенные);
• социальные.
♦ По действию на организм человека:
• опасным называют такой производственный фактор, воздействие которого на работника приводит к развитию острого заболевания (травма, отравление) и при несвоевременном оказании медицинской помощи – к смерти;
• вредным является такой производственный фактор, воздействие которого на работника в определенных условиях приводит к снижению трудоспособности, последующему развитию хронического заболевания (профессионального или производственно обусловленного) и (или) отрицательному влиянию на здоровье потомства.
♦ По природе действия:
• физические;
• химические;
• биологические;
• психофизиологические.
К физическим опасностям относятся: движущиеся машины и механизмы, шум, вибрация, электромагнитные поля, иони зирующие и неионизирующие излучения, электрический ток, параметры микроклимата (температура, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха, атмосферное давление, уровень освещенности) и т. д.
К химическим опасностям относятся ядовитые (токсические) вещества, находящиеся в различном агрегатном состоянии (в виде паров, газов, аэрозолей, жидкостей, твердых веществ) и способные проникать в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые.
По характеру воздействия химические вещества разделяют на токсические, раздражающие, сенсибилизирующие (вызывающие аллергические заболевания), канцерогенные (вызывающие онкологические заболевания), мутагенные (приводящие к изменениям в организме на генном уровне), влияющие на репродуктивную функцию человека.
Химические вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на четыре класса:
• вещества чрезвычайно опасные;
• вещества высокоопасные;
• вещества умеренно опасные;
• вещества малоопасные.
При этом класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей, из которых наибольшее практическое значение для характеристики токсичности веществ представляют их предельно допустимым концентрациям (ПДК) в воздухе рабочей зоны (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Классификация опасности веществ по степени воздействия на организм
Вредные химические вещества также классифицируют по характеру токсического действия на организм человека (табл. 1.2).
Таблица 1.2. Классификация вредных веществ по характеру токсического действия на организм человека
Биологические опасности – это опасные и вредные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, а также макроорганизмы (растения, животные, люди).
Психофизиологические опасности представлены статическими и динамическими перегрузками, умственным и эмоциональным перенапряжением, факторами тяжести и напряженности труда, а также его монотонностью.
По времени проявления отрицательных последствий опасности можно разделить на импульсные и кумулятивные.
Под импульсными опасностями понимают такие, отрицательное воздействие которых на состояние здоровья человека проявляется непосредственно после воздействия. Уровень отрицательных последствий таких опасностей снижается с течением времени.
Кумулятивные опасности характеризуются повышенным уровнем опасности в течение некоторого периода времени после воздействия на организм.
♦ По локализации опасности разделяются на литосферные, гидросферные и атмосферные, а также имеющие комплексный характер.
♦ По структуре опасности подразделяются на простые и производные, которые порождаются воздействием первых.
♦ По характеру воздействия на человека опасности разделяются на активные и пассивные.
К пассивным относятся опасности, проявляющиеся при движении тела относительно каких-либо предметов. К ним относятся острые (колющие и режущие) элементы, нарушающие при соприкосновении с ними целость кожных покровов; неровности поверхности, вызывающие падения с нанесением разного рода травм; трение между соприкасающимися поверхностями, одной из которых является часть тела человека и т. п.
К активным опасностями относятся такие, которые реализуются в результате высвобождения потенциальной энергии объектов предметной деятельности человека в естественных условиях или в аварийных, нестандартных ситуациях.
При решении задач БЖД основным этапом является прогнозирование потенциальных и анализ реальных опасностей, которое позволяет оценить предполагаемый уровень их отрицательного воздействия на человека и окружающую среду. В этом плане различают априорные и апостериорные признаки опасностей.
К априорным относятся признаки, которые зафиксированы и изучены на основе опыта реализованных опасностей. Такие признаки используются для решения задач предупреждения и ликвидации последствий в случае реализации конкретной и известной опасности.
Апостериорные признаки относятся к потенциальным неизвестным или неизученным опасностям. Они проявляются в период, предшествующий реализации опасностей. После реализации апостериорные признаки опасности трансформируются в класс априорных.
Опасность – это объективное явление существования материального мира. Она может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от количества таких признаков. Вследствие этого следует, что опасность является регулируемым явлением, управляемым посредством уменьшения или увеличения таких признаков.
Опасностью характеризуются все системы, которые содержат энергию, химически или биологически активные компоненты. По отношению к БЖД человека к этому перечню признаков присоединяются также характеристики, которые не отвечают безопасным условиям жизнедеятельности человека.
Анализ опасностей свидетельствует об их неразрывной связи с потенциальными повреждающими факторами и наносимым ущербом.
Потенциальный повреждающий фактор до некоторой поры может быть скрытым, неявным. Его нелегко распознать, выявить. Однако анализируя цепь потенциальных событий, можно выделить такое событие, которое позволяет его более четко разглядеть, зафиксировать, назвать или сблизить с повреждаемым объектом. Можно считать, что это событие, т. е. нанесенный ущерб, и представляет собой сущность опасности (табл. 1.3).
Таблица 1.3. Некоторые источники опасностей, повреждающие факторы и потенциальный ущерб
На основе понятия опасность сформулирована концепция абсолютной безопасности.
♦ Человеческая жизнь и здоровье имеют приоритет над результатами производственной деятельности.
♦ Никакая деятельность не может быть оправдана, если она наносит ущерб здоровью человека.
♦ Соблюдение всех установленных требований безопасности исключает возможность нанесения ущерба здоровью человека.
♦ Соблюдение гигиенических нормативов исключает возможность заболевания (за исключением лиц с особой чувствительностью).
1.5. Концепция риска
Эволюция человека, развитие научно-технического прогресса дают основания для утверждения того, что любая деятельность человека, биологических, технических систем потенциально опасна. Вследствие такого объективного положения сформировалась необходимость изучения опасности – категория БЖД.
В сентябре 1990 г. в г. Кельн (Германия) состоялся Первый Всемирный конгресс по БЖД, проходивший под девизом «Жизнь в безопасности». При изложении результатов исследований специалисты в области БЖД для характеристики степени опасности конкретного объекта в своих сообщениях впервые начали оперировать такой научной категорией, как риск, представляющей собой, по мнению В. Маршалла, частоту реализации опасностей технического или биологического антропогенного объекта. Таким образом, риск (R) может быть выражен как вероятность реализации негативного воздействия в зоне пребывания человека:
R = Nчс / Nо ≤ Rдоп,
где R – риск, Nчс – число чрезвычайных событий в год, Nо – общее число событий в год, R – допустимый риск.
Среди многих определений этой характеристики опасности наиболее употребляемым является следующее. Риск – это количественная оценка опасности объекта или явления, т. е. это потенциальный ущерб, который может быть количественно определен следующим образом:
• сочетание (произведение) вероятности наступления идентифицированного опасного случая и величины связанного с ним потенциального ущерба (OHSAS 18001:1999);
• сочетание (произведение) вероятности наступления опасного события и тяжести травмы или ущерба для человеческого здоровья, вызванных этим событием (ILO-OSH 2001);
• сочетание (произведение) вероятности нанесения ущерба и тяжести этого ущерба (ГОСТ Р 51898-02):
R ($) = P × C ($).
Иными словами, количественная оценка опасности – это отношение числа тех или иных неблагоприятных последствий при реализации опасности к их возможному числу за определенный период.
Теоретические предпосылки и практические примеры дают возможность сделать заключение о том, что уровень неблагоприятных последствий при реализации опасности может быть разным. В связи с этим, определяя риск, необходимо указывать и класс последствий для конкретных объектов техносферы и конкретного человека, на которые могут распространяться последствия реализации опасности.
При формальном подходе риск можно определить как частоту реализации опасности. Однако по существу эти понятия (риск и частота реализации опасности) различны. Это связано с тем, что применительно к проблеме обеспечения безопасности, в плане прогнозирования возможного числа неблагоприятных последствий, необходимо решать задачу с позиций теории вероятности.
При анализе степени опасности различают индивидуальный и социальный риск.
Индивидуальный риск характеризует степень реализации конкретной опасности для отдельного индивидуума (табл. 1.4).
Таблица 1.4. Индивидуальный риск смертельного исхода, обусловленный различными причинами (в год)
Социальный риск – это степень реализации конкретной опасности для социальной группы населения. Иными словами, социальный риск – это зависимость между частотой реализации опасностей и числом пострадавших при этом людей.
В настоящее время выделяют следующие основные методологические подходы к оценке степени риска:
• инженерный, опирающийся на статистику, расчет частоты реализации опасности, вероятностный анализ безопасности, построение «дерева опасности».
• моделированный, основанный на построении моделей воздействия негативных факторов, возникающих при реализации опасности, на отдельного человека, социальные, профессиональные группы и т. п.;
• экспертный, при котором вероятность реализации различных событий определяется на основе опроса специалистов, т. е. экспертов;
• социологический, который основывается на опросе населения. Перечисленные методы отражают разные аспекты риска.
Поэтому для получения обобщенной оценки опасности через характеристику «риск» их необходимо применять в комплексе.
Вышеизложенное показывает, что такой подход к оценке степени опасности позволяет получить численные значения этого явления. Вследствие этого переход к понятию риск открывает принципиально новые возможности для повышения безопасности производственной деятельности.
Традиционно безопасность производственных процессов базируется на принципе обеспечения 100 % безопасности, что является идеальным с позиций гуманности. Однако, как показывает практика, такая концепция неверна, так как обеспечить абсолютную безопасность (нулевой риск) в действующих производственных системах невозможно. Исходя из этого, в современных условиях концепция абсолютной безопасности практически не применяется, используется так называемая концепция приемлемого (допустимого) риска (в Республике Беларусь действует только в области радиационной, промышленной и пожарной безопасности), суть которой заключается в обеспечении риска такого низкого уровня опасности, который приемлет общество в данный период времени. Ее основные положения следующие:
• любые объекты, процессы, явления потенциально опасны для человека.
• любая деятельность потенциально опасна для человека;
• ни в одном виде деятельности нельзя добиться абсолютной безопасности;
• безопасность любой системы может быть доступна с любой степенью вероятности (<1), не исключающей при этом существования объекта.
Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет компромисс между показателем уровня безопасности и возможностью его достижения.
Необходимость введения приемлемого риска связана в основном с экономическими затратами, направленными на повышение безопасности технических систем. Затрачивая чрезмерные средства на повышение безопасности, можно нанести ущерб социальной сфере, например снизить расходы на оказание медицинской помощи.
Таким образом, в основе управления риском лежит логический метод сравнения затрат и получаемого положительного эффекта от снижения риска. При этом при увеличении затрат на реализацию объекта, которые направлены на повышение его безопасности, технический риск снижается, но одновременно растет уровень социального риска.
Международная методика оценки риска неблагоприятного влияния факторов окружающей среды на состояние здоровья человека включает следующие этапы:
• идентификация опасности: на данном этапе определяются цель, задачи исследования и конкретные пути их решения;
• оценка экспозиции: устанавливаются дозы и экспозиции, интенсивность фактора, частота, продолжительность воздействия в прошлом, настоящем и будущем;
• установление зависимости «доза – эффект»: выявляется зависимость показателей здоровья от уровня экспозиции;
• характеристика риска: анализ полученных данных, расчет рисков для отдельного человека и групп людей, сравнение рисков с допустимыми (приемлемыми) уровнями. Цель этапа – выявление тех рисков, которые должны быть устранены или снижены до возможно более низкого уровня;
• управление риском: передача всех полученных данных органам, отвечающим за управление риском, которые обязаны разработать мероприятия по снижению или предотвращению риска и контролируют при необходимости состояние здоровья населения;
• оповещение о риске: распространение информации о риске, в том числе широкое обсуждение полученных результатов, оповещение о существующих рисках, их источниках и эффективной профилактике на государственном, региональном и индивидуальном уровнях.
Суммарный риск достигает минимума при определенном соотношении между экономическими инвестициями в техническую и социальную сферы. Этот эффект компромисса учитывается при выборе уровня приемлемого риска.
В некоторых странах, например в Голландии, показатели приемлемого риска установлены в законодательном порядке. Так, максимально приемлемым уровнем индивидуального риска гибели обычно считается его значение, равное величине 10–6 в год. Пренебрежительно малым считается индивидуальный риск гибели человека, равный 10–8 в год.
1.6. Принципы определения допустимого уровня воздействия негативных факторов на состояние здоровья
Взаимодействие функциональных схем организма человека с внешней средой выражается в динамическом изменении его энергетического и материального баланса, т. е. изменении гомеостаза.
Гомеостаз — это относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивости основных физиологических функций организма человека.
Иными словами, риск вредного влияния на состояние здоровья – это вероятность получения отрицательного эффекта, ухудшающего состояние здоровья у отдельного человека или группы людей, подвергающихся воздействию неблагоприятного фактора.
При воздействии неблагоприятного фактора в организме в конечном счете через реализацию ряда процессов формируется адекватная ответная реакция.
Благодаря приспособительным механизмам физические и химические параметры гомеостаза, определяющие жизнедеятельность организма, меняются в сравнительно узких пределах, несмотря на значительные изменения внешних условий. Поэтому при оценке воздействия негативных факторов на человека следует учитывать уровень и характер изменений функционального состояния и возможностей организма, его потенциальных резервов, адаптивных способностей и возможности развития последних.
Также следует учитывать, что уровень воздействия (экспозиция) внешнего раздражителя может быть различным. Для его оценки используется параметр интенсивности количества энергии, поступающей в единицу времени через единицу площади поверхности тела человека.
При малых интенсивностях воздействия внешнего раздражителя человек воспринимает информацию, поступающую извне, в естественном виде. Он видит, осязает окружающий мир, слышит его звуки, вдыхает аромат различных запахов. Таким образом обеспечивается адекватное восприятие окружающего мира. При высоких интенсивностях воздействия внешнего раздражителя в организме человека проявляются нестандартные биологические эффекты в виде, например, неприятных ощущений.
В том случае, если негативные факторы окружающей среды по ограниченным максимальным уровням действуют в течение небольших промежутков времени и с достаточно длительными перерывами, то нестандартные нежелательные эффекты, не сказываются на состоянии здоровья человека. Однако высокие уровни воздействия внешних негативных факторов в течение длительного времени могут вызывать отрицательные последствия, которые в большинстве случаев приводят к соматическим и генетическим изменениям в организме человека. Причем, при увеличении экспозиции (по частоте, интенсивности, продолжительности) риск вредного влияния на состояние здоровья возрастает.
Исходя из этого, при оценке влияния опасных и вредных факторов на БЖД человека основной задачей является установление степени воздействия факторов окружающей среды и трудового процесса на характер и уровень изменений функционального состояния организма, его потенциальных резервов, возможностей механизма адаптации.
По характеру воздействия на состояние здоровья возникающие эффекты можно разделить на непосредственные и опосредованные.
Влияние производственных факторов на состояние здровья:
• непосредственное (отравления, травмы, ожоги);
• отдаленное (опосредованное) – возникает через определенный, иногда длительный, промежуток времени или даже после прекращения воздействия (онкогенного, мутагенного и тератогенного действия вещества); формирование необратимых патологоческих изменений в органах и системах (например, склерозировании); ускорения процессов старения и сокращения продолжительности жизни).
При оценке допустимости воздействия вредных факторов на организм человека исходят из биологического закона субъективной количественной оценки раздражителя Вебера – Фехнера, выражающего связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызванного ощущения: реакция организма прямо пропорциональна относительному приращению раздражителя:
DL = a × dR/R,
где DL – элементарное ощущение организма; а — коэффициент пропорциональности; dR — элементарное приращение раздражителя.
Интегрируя данное выражение и принимая а = 10 lg, получают уровень ощущения раздражителя (дБ):
L = 10 lg(R/R0),
где R0 – пороговое значение ощущений, т. е. минимальная энергия раздражителя, характеризующая начало ощущения.
На базе закона Вебера – Фехнера построено нормирование вредных факторов. Для того чтобы исключить необратимые биологические эффекты, воздействие факторов ограничивается предельно допустимыми уровнями (ПДУ), предельно допустимыми концентрациями (ПДК), предельно допустимыми дозами (ПДД).
Так, для производственной сферы предельно допустимая концентрация — это концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности рабочего дня, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Например, применительно к характеристике воздуха по запыленности и загазованности используется показатель ПДК вредного вещества. При оценке шумовой обстановки – ПДУ звука, для оценки допустимости работы в условиях ионизирующих излучений – ПДД.
Как правило, степень вредности негативного воздействия фактора непосредственно зависит от длительности его действия на организм человека. В связи с этим значения ПДУ для производственной сферы и окружающей среды, в которой человек находится более длительное время, отличаются друг от друга.
При определении значения ПДУ для конкретного негативного фактора приходится делать выбор между вероятностью ущерба состоянию здоровья человека и экономическим эффектом от установления более высокого значения ПДУ.
При установлении ПДУ воздействия негативных факторов руководствуются следующими принципами:
• приоритет здоровья человека перед другими эффектами (технической достижимостью, экономическими требованиями и т. п.);
• пороговость всех типов действия негативных факторов по отношению к здоровью человека;
• первичность разработки и внедрения профилактических мероприятий по сравнению с моментом появления опасного или вредного фактора в производственном процессе.
1.7. Роль человека в процессе обеспечения безопасности жизнедеятельности
Человек в системах безопасности выполняет троякую роль:
• является объектом защиты;
• выступает средством обеспечения безопасности;
• сам может быть источником опасности.
Последняя особенность обусловлена как ошибками, свойственными людям, так и продуктами жизнедеятельности человека.
Таким образом, звенья системы «человек – производственная среда» органически взаимосвязаны. Чтобы эта система эффективно функционировала и не приносила ущерба состоянию здоровья человека, необходимо обеспечить совместимость характеристик среды и человека. При этом в первую очередь следует учитывать антропометрические, биофизические, энергетические, информационные, психологические, социальные и технико-эстетические оценки.
Антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека, возможности обзора внешнего пространства, положения (позы) работника в процессе производственной деятельности. При решении этой задачи определяют объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей работника, расстояние до приборного пункта и др. Сложность обеспечения этой совместимости заключается в том, что антропометрические показатели у людей разные.
В целях обеспечения безопасности деятельности размеры тела человека необходимо учитывать в следующих случаях:
• при определении оптимальной высоты от уровня пола или рабочей площадки зон наблюдения за работой аппаратуры, включая, например, операционное поле при выполнении хирургической операции;
• при расположении по высоте и фронту органов ручного управления аппаратурой, например наркозной, и особенно расположением аварийных выключателей;
• при выборе формы и размеров органов управления.
Для правильного использования антропометрических данных человека при проектировании машин применяют методы сомографии или моделирования. Метод сомографии заключается в конструировании схематических изображений человеческого тела в разных положениях в зависимости от операций, которые он должен выполнять. В основе метода моделирования лежит использование моделей человеческой фигуры.
Более обстоятельно вопросы антропометрии рассматриваются в эргономике, изучающей законы оптимизации рабочих условий.
Биофизическая совместимость подразумевает создание такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние человека, что напрямую связано с вопросами безопасности.
Особое значение имеет терморегулирование организма человека, которое зависит от параметров микроклимата. Теплообмен осуществляется благодаря теплопроводности, конвекции, тепловому испарению и теплоизлучению.
Биофизическая совместимость учитывает также требования организма к виброакустическим характеристикам среды, освещенности и другим физическим параметрам.
Энергетическая совместимость предусматривает согласование органов управления аппаратурой с оптимальными возможностями человека в отношении прилагаемых усилий, затрачиваемой мощности, скорости и точности движений.
Силовые и энергетические параметры человека имеют определенные границы. Для приведения в действие сенсомоторных устройств (рычагов, кнопок, переключателей и т. п.) могут потребоваться очень большие или чрезвычайно малые усилия. В первом случае человек будет уставать, что может привести к нежелательным последствиям в управляемой системе. Во втором случае возможно снижение точности работы системы, так как человек не почувствует сопротивление рычагов.
Возможности двигательного аппарата представляют определенный интерес при конструировании защитных устройств и органов управления.
Информационная совместимость имеет особое значение в обеспечении безопасности.
В сложных системах человек обычно непосредственно не управляет физическими процессами. Зачастую он удален от места их выполнения на значительные расстояния. Объекты управления могут быть невидимы, неосязаемы, неслышимы. Человек видит лишь показания приборов, экранов, мнемосхем, слышит сигналы, свидетельствующие о ходе процесса. Все эти устройства называются средствами отображения информации. При необходимости работник пользуется рычагами, ручками, кнопками, выключателями и другими органами управления, в совокупности образующими сенсомоторное поле. Средства отображения информации и сенсомоторные устройства – это так называемая модель машины (комплекса). Через нее человек осуществляет управление самыми сложными системами. Чтобы обеспечить информационную совместимость, необходимо знать характеристики органов чувств человека. Например, человек не может одновременно следить за показаниями десяти или более мониторов, отражающих характер производственного процесса, и корректировать их параметры и т. д.
Психологическая совместимость связана с учетом психических особенностей человека. Так, проблемы аварийности и травматизма на современных производствах невозможно решить только инженерными методами. Опыт свидетельствует, что в основе аварийности и травматизма лежат не инженерно-конструкторские дефекты, а организационно-психологические причины, например низкий уровень профессиональной подготовки по вопросам безопасности; допуск к опасным видам работ лиц с повышенным риском травматизации; выполнение работ в состоянии утомления или других психических состояниях, снижающих надежность (безопасность) деятельности.
Среди особых психических состояний, имеющих значение для психической надежности работника, необходимо выделить пароксизмальные расстройства сознания, психогенные изменения настроения, состояния, связанные с приемом психически активных средств (стимуляторов, транквилизаторов, алкогольных напитков).
Социальная совместимость предопределена биосоциальной сущностью человека. Решая вопросы социальной совместимости, учитывают отношения человека к конкретной социальной группе и социальной группы к конкретному человеку.
Социальная совместимость органически связана с психологическими особенностями человека. Поэтому часто говорят о социально-психологической совместимости, которая особенно ярко проявляется в экстремальных ситуациях в изолированных группах. Но знание этих особенностей позволяет лучше понять аналогичные феномены, которые могут возникнуть в обычных ситуациях.
Технико-эстетическая совместимость заключается в обеспечении удовлетворенности человека от общения с техникой, цветового климата, самого процесса труда.
Для решения многочисленных и чрезвычайно важных технико-эстетических задач привлекаются художники-конструкторы, дизайнеры.
1.8. Принципы и методы обеспечения безопасности жизнедеятельности человека
Принцип – это идея, основное положение, которое реализуется в процессе разработки.
Метод является способом достижения цели. Причем выбор применяемого метода должен осуществляться исходя из общих закономерностей исследуемого явления, процесса, события, которые оказывают влияние на уровень БЖД человека.
Для организационной, конструктивной, материальной реализации выбранных принципов и методов с учетом БЖД используются средства обеспечения безопасности.
Таким образом, принципы, методы и средства – это логическая последовательность алгоритма обеспечения безопасности жизнедеятельности. Выбор их вида зависит от конкретных условий деятельности человека, уровня опасности проектируемого объекта, стоимости такого объекта и многих других критериев. В настоящее время разработан ряд принципов обеспечения безопасности, которые классифицируются по нескольким признакам (табл. 1.5).
Таблица 1.5. Классификация принципов обеспечения безопасности
Принцип нормирования заключается в установлении параметров опасных и вредных факторов производственной среды, соблюдение которых обеспечивает защиту человека от соответствующей опасности.
Этот принцип реализуется установлением безопасных предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК), предельно допустимых выбросов (ПДВ), предельно допустимых уровней шума, вибрации, излучений (ПДУ), предельно допустимых доз (ПДД), норм переноски и подъема тяжести, продолжительности суточной трудовой деятельности человека и т. п.
Принцип слабого звена заключается в том, что в проектируемую или анализируемую систему или объект в целях обеспечения безопасности вводится дополнительный элемент, который реагирует на изменение соответствующего параметра системы, тем самым предотвращая появление конкретной опасности.
Этот принцип реализуется, например, введением в соответствующие элементы системы предохранительных клапанов, разрывных мембран, защитного заземления, автоматических выключателей и т. п.
Принцип информации заключается в своевременной подаче и усвоении персоналом информации, выполнение требований которой обеспечивает соответствующий уровень безопасности.
Принцип информации реализуется через обучение, инструктажи, цвета и знаки безопасности, предупредительные надписи, маркировку блоков оборудования и др.
Принцип классификации заключается в разделении объекта или системы на классы и категории по признакам, связанным с конкретными опасностями.
Примерами реализации этого принципа являются устройство санитарно-защитных зон, категорирование производств (помещений) по взрывопожарной опасности (А, Б, В, Г, Д) и др.
В производственной среде, в системе «человек – машина» существуют две характерные зоны:
• гомосфера – пространство (рабочая зона), где находится человек в процессе рассматриваемой деятельности;
• ноксосфера – пространство, в котором постоянно существуют или периодически возникают опасности.
Исходя из определения этих зон, следует, что совмещение гомосферы и ноксосферы недопустимо с позиций безопасности человека.
Обеспечение безопасности достигается следующими тремя основными методами:
• метод А заключается в пространственном и (или) временном разделении зон гомосферы и ноксосферы. Этот метод может быть реализован применением средств дистанционного управления, автоматизации, роботизации производственных процессов и др.;
• метод Б – заключается в нормализации состояния ноксосферы. Он реализуется путем исключений опасностей. Так, мероприятия, защищающие человека от шума, газа, пыли, опасности травмирования и другие средства коллективной защиты, являются примерами реализации этого метода;
• метод В – это комплекс приемов и средств, которые способствуют адаптации человека к соответствующей среде и повышению его защищенности. Данный метод реализуется профессиональным обучением, тренировкой психологического воздействия, применением средств индивидуальной защиты (СИЗ).
В реальных условиях реализуется комбинация рассмотренных методов обеспечения безопасности.
Средства обеспечения безопасности делятся на средства коллективной защиты (СКЗ), которые обеспечивают нормализацию условий труда в целом, и СИЗ, которые решают задачу нормализации среды обитания или производственной среды для отдельного человека.
В свою очередь СКЗ и СИЗ подразделяются на группы в зависимости от характера опасностей, конструктивного исполнения, принципов защиты и т. п.
1.9. Управление безопасностью жизнедеятельности
Основной задачей управления БЖД является повышение уровня безопасности систем или объектов.
Правильная постановка задачи при разработке каких-либо проектов требует, чтобы уже на стадиях проектирования объекта или системы были включены элементы, которые исключают реализацию опасности. Однако это не всегда возможно. В этом случае, если выявленную опасность невозможно исключить полностью, необходимо снизить возможность риска до допустимого уровня, т. е. минимизировать вероятность появления опасности. Достичь этого можно различными путями. Так, например, введение мер организационно-управленческого характера, в том числе и контроль за уровнем безопасности, обучение людей по вопросам безопасности, стимулирование безопасной работы и поведения; совершенствование технических систем и объектов; разработка и использование специальных средств защиты; замена опасных операций другими (менее опасными) являются реальными путями управления БДЖ.
Каждое из перечисленных направлений имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому на практике, как правило, для повышения уровня безопасности объекта всегда применяется комплекс этих мероприятий.
Выбор оптимальных мероприятий производится сравнительным анализом затрат на мероприятия и эффектом от уровня снижения ущерба, который ожидается в результате их введения. Такой подход к решению задачи уменьшения риска проявления опасности называется управлением риском.
Следует отметить, что описанный подход к управлению риском через экономический показатель является недостаточно полным.
Важную роль в этом случае играет оценка степени опасности процесса, связанная с определением и контролем риска в процессе существования объекта, работы производства. Выявленная объективная возможность воздействия на уровень безо пасности систем или объектов выдвигает на первый план разработку методов и средств управления безопасностью.
Под управлением БЖД понимается организованное воздействие на систему «человек – производственная среда» с целью достижения заданных результатов. Управлять БЖД – это значит практически реализовать возможность перевода объекта из одного опасного состояния в другое – менее опасное.
При этом должны соблюдаться объективные условия экономической и технической целесообразности такой операции.
Задача управления безопасностью является многокомпонентной. В связи с этим для ее успешного решения необходим системный подход. В данном случае требования системности заключаются в выборе необходимого и достаточного числа компонентов, которыми определяется безопасность объекта.
Принципы системного анализа заключаются в следующих основных положениях:
• процесс принятия решений должен начинаться с выявления и четкого формулирования конечных целей, т. е. всю проблему необходимо рассматривать как единое целое;
• должен быть проведен анализ альтернативных путей достижения целей;
• подцели не должны вступать в конфликт с общей целью.
При этом цель должна удовлетворять требованиям реальности, предметности, количественной определенности, адекватности, эффективности, степени контролируемости.
Этап формирования целей является наиболее сложным в управлении безопасностью. Он должен реализовываться с использованием принципов системного анализа. Цель следует рассматривать как иерархическое понятие, которое подчиняется конкретной конечной цели. Она подразделяется на подцели, которые ранжируются по степени важности, степени влияния на уровень безопасности.