Человек и среда обитания; характерные состояния системы «человек – среда обитания».

Лекция 1

Основы безопасности жизнедеятельности.

Основные понятия, термины и определения

Жизнедеятельность— это повседневная деятельность и отдых, спо­соб существования человека.

Первопричиной многих негативных процессов в природе и обще­стве явилась антропогенная деятельность, не сумевшая создать технос­феру необходимого качества как по отношению к человеку, так и по отношению к природе. В настоящее время, чтобы решить возникающие проблемы, человек должен совершенствовать техносферу, снизив ее негативное влияние на человека и природу до допустимых уровней. Достижение этих целей взаимосвязано. Решая задачи обеспечения безопасности человека в техносфере, одновременно решаются задачи охраны природы от губительного влияния техносферы.

Основная цель безопасности жизнедеятельности как науки — защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного, тех­ногенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности.

Эволюция среды обитания, пе­реход от биосферы к техносфере. В жизненном цикле человек и окружающая его среда обитания об­разуют постоянно действующую систему «человек — среда обита­ния».

Среда обитания — окружаю­щая человека среда, обусловлен­ная в данный момент совокуп­ностью факторов (физических, химических, биологических, социаль­ных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство.

Действуя в этой системе, человек непрерывно решает как минимумдве основные задачи:

— обеспечивает свои потребности в пище, воде и воздухе;

— создает и использует защиту от негативных воздействии как со
стороны среды обитания, тaк и себе подобных.

Негативные воздействия, присущие среде обитания, существуют столько, сколько существует Мир. Источниками естественных нега­тивных воздействий являются изменение климата, освещенности зем­ной поверхности и стихийные явления: грозы, землетрясения и т. п.

Постоянная борьба за свое существование вынуждала человека находить и совершенствовать средства защиты от естественных негативных воздействий среды обитания. К сожалению, появление жилища, применение огня и других средств защиты, совершенствование способов получения пищи - все это не только защищало человека от естественных негативных воздействий, но и влияло на среду обитания.

На протяжении многих веков среда обитания человека медленно изменяла свой облик, и как следствие мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так продолжалось до середины XIX в.— начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В XX в. на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к частичной, а в ряду случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали:

— высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация;

— рост потребления и концентрация энергетических ресурсов;

— интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства;

— массовое использование средств транспорта;

— рост затрат на военные цели и ряд других процессов.
Пестициды, применяемые для защиты растении от вредителей, опасны и для человека. Установлено, что от прямого отравления пестицидами в мире ежегодно погибает около 10 тыс. человек, гибнут леса, птицы, насекомые. Пестициды попадают в пищевые цепи, пить­евую воду. Все без исключения пестициды обнаруживают либо мутагенное, либо иное отрицательное воздействие на человека и живую природу. В настоящее время отмечаются высокие загрязнения почв фосфорорганическими пестицидами (фозалоном, метафосом), герби­цидами (2, 4-Д, трефланом, трихлорацетатом натрия) и др.

Техногенные аварии и катастрофы. До середины XX в. человек не обладал способностью инициировать крупномасштабные аварии и катастрофы и тем самым вызывать необратимые экологические изме­нения регионального и глобального масштаба, соизмеримые со сти­хийными бедствиями.

Последующие годы отмечены ростом числа отказов, инцидентов и происшествий в технических системах, что неизбежно привело к увеличению числа техногенных аварий и катастроф.

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособно­сти технической системы.

Инцидент — отказ технической системы, вызванный неправильны­ми действиями оператора.

Происшествие — событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским, природным или материальным ресур­сам.

Чрезвычайное происшествие (ЧП) — событие, происходящее крат­ковременно и обладающее высоким уровнем негативного воздействия на людей, природные и материальные ресурсы. К ЧП относятся крупные аварии, катастрофы и стихийные бедствия.

Авария — происшествие в технической системе, не сопровождаю­щееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно.

Катастрофа — происшествие в технической системе, сопровожда­ющееся гибелью или пропажей без вести людей.

Стихийноебедствие — происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, техносфе­ры, гибели или потере здоровья людей.

Чрезвычайнаяситуация (ЧС) — состояние объекта, территории или акватории, как правило, после ЧП, при котором возникает угроза жизни и здоровья для группы людей, наносится материальный ущерб населению и экономике, деградирует природная среда.

Появление ядерных объектов и высокая концентрация прежде всего химических веществ и их производств сделали человека способным отказывать разрушительное воздействие на экосистемы. Примером тому служат трагедии в Чернобыле, Бхопале.

Огромное разрушительное воздействие на биосферу оказывается при испытании ядерного и других видов оружия (в г. Семипалатинск, на о. Новая Земля). Для испытания химического оружия необходим полигон размером около 500 тыс. га. Иллюстрацией негативного экологического влияния современных локальных войн являются итоги войны в зоне Персидского залива (огромные проливы нефти в залив, пожары на нефтяных скважинах).

Из приведенного выше видно, что XX столетие ознаменовалось потерей устойчивости в таких процессах, как рост населения Земли и его урбанизация. Это вызвало крупномасштабное развитие энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта, военного дела и обусловило значительный рост техногенного воздействия. Во многих странах оно продолжает нарастать и в настоящее время. В результате активной техногенной деятельности человека во многих регионах нашей планеты разрушена биосфера и создан новый тип среды обита­ния — техносфера.

Биосфера — область распространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы, не испытавших техногенного воздействия.

Техносфера — регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям (техносфера — регион горо­да или промышленной зоны, производственная или бытовая среда).

Регион — территория, обладающая общими характеристиками со­стояния биосферы или техносферы.

Производственнаясреда — пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека.

Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфорт­ности среды обитания, к росту коммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими факторами (улучшение медицинского обслуживания и др.) сказалось на продол­жительности жизни людей (табл. 1) [1, 2, 3, 4]:

Таблица 1. Продолжительность жизни человека

Человек и среда обитания; характерные состояния системы «человек – среда обитания».

Появление техносферы привело к тому, что биосфера во многих регионах нашей планеты стала активно замещаться техносферой (табл. 2). Данные табл. 2 показывают, что на планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. В наибольшей степени экосистемы разрушены в Европе. Здесь естественные экосистемы сохранились в основном на небольших площадях, они представляют собой небольшие пятна биосферы, окруженные со всех сторон нарушенными деятельностью человека территориями, и поэтому подвержены сильному техносферному давлению.

Таблица 2. Состав площадей на некоторых континентах Земли

Техносфера – детище XX в., приходящее на смену биосфере.

К новым, техносферным относятся условия обитания человека в городах и промышленных центрах, производственные, транспортные и бытовые условия жизнедеятельности. Практически все урбанизиро­ванное население проживает в техносфере, где условия обитания существенно отличаются от биосферных прежде всего повышенным влиянием на человека техногенных негативных факторов. Характерное состояние системы «человек — среда обитания», совокупность и на­правленность воздействия негативных факторов в регионах техносферы показаны на рис. 1.

Взаимодействие человека и техносферы. Человек и окружающая его среда (природная, производственная, городская, бытовая и др.) в процессе жизнедеятельности постоянно взаимодействуют друг с дру­гом. При этом «жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации» (Закон сохранения жизни, Ю.Н. Куражковский).

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, техносферу и/или природную среду. В естественных условиях такие воздействия наблюдаются при изменении климата и стихийных явле­ниях. В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены элементами техносферы (машины, сооружения и т. п.) и действиями человека.

Рис. 1.Негативные факторы воздействия в системе «человек — среда обитания»:

1 — естественных стихийных явлений; 2 — производственной среды на работающего; 3 — производ­ственной среды на городскую среду (среду промышленной зоны); 4 — человека (ошибочные действия) на производственную среду; 5 — городской среды на человека, производственную и бытовую среду; 5 — бытовой среды на городскую; 7— бытовой среды на человека; S — человека на бытовую среду; 9— городской среды или промышленной зоны на биосферу; 10— биосферы на городскую, бытовую и производственную среду, 11 — человека на городскую среду; 12— человека на биосферу; 13 — биосферы на человека

Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек — среда обитания»:

— комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявления наивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;

— допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду
обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят
к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Соблю­дение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития негативных процессов у человека и в среде обитания;

— опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и ока­зывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к деградации элементов техносферы и природной среды;

— чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за корот­кий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, 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.

Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным или негативным, характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий и информации.

Опасности, вредные и травмирующие факторы. Результат взаимодействия человека со средой обитания может изменяться в весьма широких пределах: от позитивного до катастрофического, сопровождающегося гибелью людей и разрушением компонент среды обитания. Определяют негативный результат взаимодействия опасности — нега­тивные воздействия, внезапно возникающие, периодически или постоянно действующие в системе «человек — среда обитания».

Опасность — негативное свойство живой и неживой материи, спо­собное причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям.

При идентификации опасностей необходимо исходить из принципа «все воздействует на все». Иными словами, источником опасности может быть все живое и неживое, а подвергаться опасности также может все живое и неживое. Опасности не обладают избирательным свойством, при своем возникновении они негативно воздействуют на всю окружающую их материальную среду. Влиянию опасностей под­вергается человек, природная среда, материальные ценности. Источниками (носителями) опасностей являются естественные процессы и явления, техногенная среда и действия людей. Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени.

Опасность — центральное понятие в безопасности жизнедеятельно­сти.

Различают опасности естественного, техногенного и антропоген­ного происхождения. Естественные опасности, обусловленные клима­тическими и природными явлениями, возникают при изменении природных условий, естественной освещенности в биосфере. Для защиты от повседневных (холод, слабая освещенность и т. д.) опасностей человек использует жилище, одежду, системы вентиляции, отопления кондиционирования, а также системы искусственного освещения. Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности практически решает все проблемы защиты от повседневных опасностей.

Защита от стихийных явлений, происходящих в биосфере, — более сложная задача, часто не имеющая высокоэффективного решения (наводнения, землетрясения и т. п.).

Ежегодно стихийные явления подвергают опасности жизнь около 25 млн. человек. Так, например, в 1990 г. в результате землетрясений в мире погибло более 52 тыс. человек. Этот год стал наиболее трагичным в минувшем десятилетии, учитывая, что за период 1980...1990 гг. жертвами землетрясений стали 57 тыс. человек.

Негативное воздействие на человека и среду обитания, к сожа­лению, не ограничивается естественными опасностями. Человек, решая задачи своего материального обеспечения, непрерывно воз­действует на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности (техническими средствами, выбросами различных про­изводств и т. п.), генерируя в среде обитания техногенные и антро­погенные опасности.

Техногенные опасности создают элементы техносферы — машины, сооружения, вещества и т. п., а антропогенные опасности возникают в результате ошибочных или не санкционированных действий человека или групп людей.

Чем выше преобразующая деятельность человека, тем выше уровень и число опасностей — вредных и травмирующих факторов, отрицатель­но воздействующих на человека и окружающую его среду.

Вредныйфактор — негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию.

Травмирующий (травмоопасный) фактор — негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу.

Перефразируя аксиому о потенциальной опасности, сформулиро­ванную О.Н. Русаком в работе, можно констатировать: Жизнедеятельность человека потенциально опасна. Аксиома предопределяет, что все действия человека и все компо­ненты среды обитания, прежде всего технические средства и техноло­гии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать травмирующие и вредные факторы. При этом любое новое позитивное действие или результат неизбежно сопровождается возникновением новых негативных факторов.

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: пониженных и повышенных температур над атмосферных осадков, контактов с дикими животными, стихийных явлений и т. п. В условиях современного мира к естественным прибавились многочисленные факторы техногенного происхождения: виб­рации, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоемах, почве; электромагнитные поля, ионизирующие излучения и др.

В настоящее время перечень реально действующих негативных факторов значителен и насчитывает более 100 видов. К наиболее распространенным и обладающим достаточно высокими концентра­циями или энергетическими уровнями относятся вредные производ­ственные факторы: запыленность и загазованность воздуха, шум, вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения, повы­шенные или пониженные параметры атмосферного воздуха (темпера­туры, влажности, подвижности воздуха, давления), недостаточное и неправильное освещение, монотонность деятельности, тяжелый физи­ческий труд и др.

Даже в быту нас сопровождает большая гамма негативных факторов. К ним относятся воздух, загрязненный продуктами сгорания природного газа, выбросами ТЭС, промышленных предприятий, автотранспорта и мусоросжигающих устройств; вода с из­быточным содержанием вред­ных примесей; недоброкачест­венная пища; шум, инфразвук; вибрации; электромагнитные поля от бытовых приборов, те­левизоров, дисплеев, ЛЭП, радиорелейных устройств; иони­зирующие излучения (естест­венный фон, медицинские об­следования, фон от строитель­ных материалов, излучения приборов, предметов быта); медикаменты при избыточном и неправильном потреблении; алкоголь; табачный дым; бактерии, аллергены и др.

Таблица 3. Классификация опасностей

Безопасность, системы безопасности. Все опасности тогда реальны, когда они воздействуют на конкретные объекты (объекты защиты). Объекты защиты, как и источники опасностей, многообразны. Каждый компонент окружающей среды может быть объектом защиты от опасно­стей. В порядке приоритета к объектам защиты относятся: человек, общество, государство, природная среда (биосфера), техносфера и т. п.

Основное желаемое состояние объектов защиты безопасное. Оно реализуется при полном отсутствии воздействия опасностей. Состоя­ние безопасности достигается также при условии, когда действующие на объект защиты опасности снижены до предельно допустимых уровней воздействия.

Безопасность — состояние объекта защиты, при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и информации не превышает максимально допустимых значений.

Следует отметить, что термин «безопасность» часто используют для оценки качества источника опасности, говоря о неспособности источника генерировать опасности. Настало время, когда для описания такого свойства источников опасности необходимо найти иной термин. Такими терминами могут быть: «неопасность», «совместимость», «экологичность» и т. п.

Экологичность источника опасности — состояние источника, при
котором соблюдается его допустимое воздействие на техносферу и/или
биосферу.

Говоря о реализации состояния безопасности, необходимо рассматривать объект защиты и совокупность опасностей, действующих на него.

Сегодня реально существуют следующие системы безопасности (таблица 4.) [1, 5, 6, 7, 8]:

Таблица 4. Системы безопасности