Лекция 1. Человек и среда обитания План:
1. Система «человек – среда обитания» и основы взаимодействия в ней.
2. Безопасность жизнедеятельности как наука.
3. Основные понятия БЖД.
4. Опасности технических систем. Качественный анализ опасностей.
5. Количественный анализ опасностей.
6. Общие методы защиты от опасностей.
1. Система «человек – среда обитания» и основы взаимодействия в ней
Человек существует в процессе жизнедеятельности (15), состоящем из его непрерывного взаимодействия со средой обитания (47) в целях удовлетворения своих потребностей. Понятие «жизнедеятельность» шире понятия «деятельность» (13), поскольку включает в рассмотрение не только трудовой процесс человека, но и условия его отдыха, быта и миграции в окружающей среде.
Человек всегда осуществляет деятельность в определенной среде. Среда состоит из множества элементов, которые обладают определенными свойствами, воздействующими на человека. В свою очередь и человек представляет сложноорганизованный объект. Таким образом, деятельность можно определить как системный процесс взаимодействия человека с окружающей средой.
Деятельность носит системный характер. Под системой понимается совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и образующих некую целостность. К элементам системы относятся как материальные тела, так и всевозможные связи, свойства, знания, качества, отношения, информация. Во всех системах, связанных с деятельностью, человек является обязательным элементом по определению. Система обладает качествами, которых нет у образующих ее элементов. Это свойство систем называется эмерджентностъю (65).
Под системным подходом (46) понимается рассмотрение целого как объективно существующей иерархии организованных и взаимодействующих систем.
Системы, в которых определенные функции выполняет человек, называются эргатическими (от греч. ergon – работа; деятельность как специфическое свойство, присущее только человеку). Примеры таких систем: «человек – окружающая среда», «человек – машина», «человек – рабочее место», «человек – производственная среда» и т. п. В эргатических системах человеку принадлежит приоритетное, центральное место. Известный психолог Б. Ф. Ломов назвал это принципом антропоцентризма. Изучение деятельности объективно связано с анализом элементов эргатических систем.
Для этого необходимо большие системы разделить на мелкие, выделив в них необходимые для анализа объекты, связи, отношения, качества. Этот процесс называется декомпозиция.
Варианты декомпозиции системы «человек – производственная среда» приведены на рисунке 1.1 Стрелками показано взаимодействие между человеком и окружающими элементами. Нетрудно видеть, что каждый из приведенных на рисунке 1.1 элементов по своей природе системен и при необходимости может быть подвергнут дальнейшему процессу декомпозиции. Степень детализации зависит от целей и задач декомпозиции.
Рисунок 1.1 – Декомпозиция системы «человек – производственная среда»
Основным принципом существования и развития всего живого является принцип обязательности внешнего воздействия: «Живое тело развивается и существует лишь при наличии внешних воздействий на него». Саморазвитие живого тела невозможно.
Непрерывное взаимодействие человека с окружающей его средой свидетельствует о том, что человек и среда обитания образуют постоянно действующую систему «человек – среда обитания» и именно в процессе этого взаимодействия человек реализует свои физиологические и социальные потребности. Естественная природная среда обитания самодостаточна и может существовать и развиваться без участия человека, а все иные среды обитания, созданные человеком, самостоятельно развиваться не могут и без участия человека обречены на старение и разрушение.
В XX в. на Земле возникли зоны повышенного антропогенного и техногенного влияния на природную среду, что привело к частичной, а в ряде случаев и к полной ее региональной деградации (11). Этим изменениям во многом способствовали следующие эволюционные процессы:
– рост численности населения на Земле (демографический взрыв (12)) и его урбанизация (56);
– рост потребления и концентрации энергетических ресурсов (66);
– интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства;
– массовое использование средств транспорта;
– рост затрат на военные цели и ряд других процессов.
Все вышеуказанные факторы способствовали созданию новой среды оитания человека – техносферы (52).
В современном мире для человека характерны два полярных вида среды обитания: природная (биосфера (7)) и техносферная (производственная (37), селитебная (45) и бытовая (8)).
Для описания безопасности жизнедеятельности (5) человека в техносфере характерен второй вид среды обитания.
Современную структуру Вселенной можно представить в виде четырех взаимодействующих систем, схематически показанных на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Современная схема взаимодействия человека со средой обитания
Взаимодействие человека со средой обитания основано на передаче между элементами системы потоков масс веществ и их соединений, энергий всех видов и информации.
Взаимодействие человека со средой его обитания непрерывно по времени и основано на существовании потоков вещества, энергии и информации между элементами системы.
Изменяя потоки в среде обитания, можно получить ряд характерных ситуаций взаимодействия в системе «человек − среда обитания»: комфортное (22); допустимое (14); опасное (25); чрезвычайно опасное (60).
Комфортные и допустимые потоки не оказывают негативного влияния на здоровье человека, а опасные и чрезвычайно опасные – угрожают человеку потерей здоровья или летальным исходом.
Человеку эти потоки необходимы для удовлетворения своих потребностей в пище, воде, воздухе, солнечной энергии, информации об окружающей среде и для выделения в жизненное пространство потоков механической и интеллектуальной энергии, потоков масс в виде отходов биологического процесса, потоков тепловой энергии и др.
Для техносферы характерны потоки всех видов сырья и энергии, многообразие потоков продукции; потоки отходов (выбросы в атмосферу, сбросы в водоемы, жидкие и твердые отбросы, различные энергетические воздействия).
Техносфера способна также создавать спонтанно значительные потоки масс и энергий при взрывах и пожарах (31), при разрушении строительных конструкций, авариях (1) на транспорте и т. п.
Обмен потоками вещества и энергии характерен и для процессов, происходящих без участия человека. Естественная среда обеспечивает поступление на нашу планету потоков солнечной энергии, что создает, в свою очередь, потоки растительной и животной массы в биосфере, потоки абиотических веществ (воздух, вода и др.), потоки энергии различных видов, в том числе и при стихийных явлениях.
Социальная среда потребляет и генерирует все виды потоков, характерные для человека как личности; кроме того, социум создает информационные потоки при передаче знаний, управлении обществом, сотрудничестве с другими общественными формациями. Социальная среда создает потоки всех видов, направленные на преобразование естественного и техногенного миров, формирует негативные явления в обществе, связанные с курением, потреблением алкоголя, наркотиков и т. п.
Характерные потоки масс, энергий и информации жизненного пространства следующие.
Потоки в естественной среде: солнечное излучение, излучение звезд и планет; космические лучи, пыль, астероиды; электрическое и магнитная поля Земли; круговороты веществ в биосфере в экосистемах, в биогеоценозах; связанные с атмосферными, гидросферными и литосферными явлениями, в том числе и со стихийными и др.
Потоки в техносфере: сырья, энергии; продукции отраслей экономики; отходы экономики; информационные; транспортные; световые (искусственное освещение); при техногенных авариях и др.
Потоки в социальной среде: информационные (обучение, государственное управление, международное сотрудничество и т. п.); людские (демографический взрыв, урбанизация населения); наркотических средств, алкоголя и др.
Потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности: кислорода, воды, пищи и иных веществ (алкоголь, табак, наркотики и т. п.); энергии (механической, тепловой, солнечной и др.); информации; отходов процесса жизнедеятельности и др.
В начале ХХ в. зоолог В. Шелфорд сформулировал закон толерантности: «Лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности (53)) организма к заданному фактору».
Зона оптимума с точкой комфорта (точка максимума жизненного потенциала) и зоны допустимых значений фактора воздействия являются областью нормальной жизнедеятельности, а зоны с большими отклонениями фактора от оптимума называются зонами угнетения.
Пределы толерантности по фактору воздействия совпадают со значениями минимума и максимума фактора, за пределами которых существование организма невозможно (это − зона гибели).
Закон толерантности имеет отношение только к природным факторам воздействия.
Таким образом, на основании изложенного можно сформулировать аксиому о воздействии среды обитания на человека: «Воздействие среды обитания на живое тело может быть позитивным или негативным, характер воздействия определяют параметры потоков (веществ, энергии и информации) и способность живого тела воспринимать эти потоки».
При анализе процесса действия опасностей в системе «человек − техносфера» следует учитывать следующее:
аксиому об одновременном воздействии опасностей;
наличие совокупного воздействия опасностей на объект защиты.
Аксиома об одновременном воздействии опасностей: «Потоки вещества, энергии и информации, генерируемые их источниками, не обладают избирательностью по отношению к объектам защиты и одновременно воздействуют на человека, природную среду и техносферу, находящиеся в зоне их влияния».
Отсюда следует, что вибрация любого здания одновременно воздействует на людей, строительные материалы и конструкции, на коммуникации и устройства, находящиеся в нем.
Результат воздействия вибрации одной интенсивности на все находящиеся в здании объекты может быть различным (опасным или неопасным) и полностью определяется способностью объекта защиты (человек, коммуникация и т. п.) к восприятию возникшей в этом здании вибрации.
При оценке воздействия опасностей на объект защиты необходимо учитывать также, что любой объект воспринимает одновременно все потоки вещества, энергии и информации, поступающие в зону его пребывания в соответствии с аксиомой о совокупном воздействии опасностей: «На любой объект защиты одновременно воздействуют все потоки, поступающие извне в зону его пребывания».
Для современного состояния системы «человек − техносфера» характерны два вида негативных ситуаций, связанных с воздействием опасностей на человека.
I ситуация − длительное воздействие постоянных или переменных опасностей ограниченной интенсивности в локальных, региональных и глобальных зонах. Сюда относят ситуации, связанные с длительным действием опасностей на производстве, в быту и в городе, а также действия глобальных опасностей (потепление климата, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, повышение радиационного фона атмосферы.
II ситуация − кратковременные воздействия импульсных опасностей высокой интенсивности в локальных, региональных и глобальных зонах. Сюда относят ситуации, связанные с техногенными авариями (50), катастрофами (21) и стихийными бедствиями (48).