Лекция 2 18.10.01г.
тема: человек и среда обитания
Вопросы.
Негативные факторы в системе «человек - среда обитания»
Системный анализ безопасности
Негативные воздействия, присущие среде обитания челолвека существуют столько, сколько существует мир. Опасности хранят все системы, имеющие энергию, химические или биологические активные компоненты, а также характеристики, несоответствующие условиям жизнедеятельности человека. «Среда», как элемент системы «человек - среда» может быть представлена бесконечным рядом подсистем, например: «природа», «производство», «быт», «спорт», «рабочее место», «дом», «квартира», «аудитория», «машина» и т. д. Номенклатура опасностей (перечень названгий, терминов, определений, систематизированных по определенному признаку и их совокупность) в этом бесконечном ряде также бесконечна. Это прежде всего различные материальные объекты (вещества, поля, организмы, растения и др.), явления и виды энергии, психофизиологические состояния человека, информация и др., которые в определенных условиях непосредственно или косвенно могут причинить вред человеку.
К негативным факторам техносферы следует отнести загрязнение регионов техносферы и прилегающих природных зон различными веществами и их соединениями. В результате жизнедеятельности человека вредные вещества попадают в атмосферу, гидросферу, грунт и даже в космос. Основными источниками загрязнения природы являются объекты энергетики и транспорт, сжигающие топливо; промышленные предприятия, выбрасывающие отходы производства; устройства электросвязи, излучающие электромагнитные колебания; чрезвычайные ситуации различного характера.
Номенклатура опасностей в алфавитном порядке*:
алкоголь, аномальные: барометрическое давление, влажность, ионизация, подвижность, температура воздуха, аномальное освещение; блесткость; вакуум, взрыв, взрывчатые вещества, вибрация, вода, вращающиеся части машин, высота; газы гербициды, глубина, гиподинамия, гипокинезия, гололед, горячие поверхности; динамические перегрузки, дождь, дым, движущиеся предметы; едкие вещества; заболевания, замкнутый объем; избыточное давление в сосудах, инфразвук, инфракрасное излучение, искры; качка, кинетическая энергия, коррозия; лазерное излучение, листопад; магнитные поля, макроорганизмы, медикаменты, метеориты, микроорганизмы, молнии, монотонность; нарушение газового состава воздуха, наводнение, накипь, недостаточная прочность, неровные поверхности, неправильные действия персонала;огонь, огнеопасные вещества, оружие, острые предметы, отравление, ошибочные действия людей, охлаждение; падение, пар, перегрузка, перенапряжение (анализаторов), пестициды, повышенная яркость света, пожар, психологическая несовместимость, пульсация светового потока, пыль; рабочая поза, радиация, резонанс, сенсорная депривация, скорость движения и вращения, скользкая поверхност, снегопад, солнце, солнечная активность, сонливость, статические перегрузки, статическаое электричество; тайфуны, ток высокой частоты, туман; ударная волна, ультрапзвук, ультрафиолетовое излучение, умственное перенапряжение, ураган, ускорение, утомление; шум; электрическая дуга, электрический ток, электрическое поле, эмоциональный стресс, эмоциональная перегрузка; ядовитые вещества и др.
Обычно номенклатура опасностей составляется для отдельных объектов (машин, механизмов, технологических процессов, производств, цехов, участков, рабочих мест, профессий и т.п.
Таксономия* опасностей. Для классификации и систематизации опасностей, т. е. факторов, которые могут вызывать нежелательные последствия в системе «человек - среда обитания» было предложено большое количество способов и методов, однако совершенная и достаточно полная их таксономия до сих пор пока не разработана. По характеру воздействия на человека опасности можно разделить на активные и пассивные. По времени проявления отрицательных последствий опасности делятся на кумулятивные и импульсивные. По природе происхождения они бывают техногенные и природные, антропогенные, экологические и смешанные. В Росси опасности в сфере производства официально принято подразделять на физические, химические, биологические и психофизиологические (ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»). Если представить человека, как объект, безопасность которого требуется обеспечить, то схема его защиты примет вид, представленныфй на рисунке 2.1.
Рис. 2.1. Схема защиты человека от опасных и вредных производственных факторов
Характерные для железнодорожного транспорта опасные и вредные производственнгые факторы приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Опасные и вредные производственные факторы
Группа факторов |
Факторы |
Источники изоны действия факторов |
1 |
2 |
3 |
1. Физические |
Акустические колебания: |
|
|
инфразвук
|
Зоны вблизи железнодорожных путей, мощных двигателей внутреннего сгорания и других высокоэнергетических установок, виброплощадок и др. |
|
шум
|
Зоны около железнодорожных путей, станций, сортировочных горок, автомагистралей, транспортных средств, технологического оборудования ударного и вибрационного действия, штамповочные и клепальные участки и цеха, некоторые пневматические устройства, турбины, энергетические машины и аппараты |
|
ультразвук |
Зоны в непосредственной близости к ультразвуковым генераторам, дефектоскопам, ваннам для ультразвуковой обработки и очистки |
|
Вибрации: |
|
|
общие |
Транспортные средства, строительные и дорожные машины, виброплощадки |
|
локальные |
Виброинструмент, рычаги и педали управления транспортных, строительных и дорожных машин |
|
Высота (перепады высоты), падающие предметы |
Обслуживание и ремонт транспортных средств, машин и установок; грузоподъемные, такелажные, строительные, монтажные и другие работы в непосредственной близости с перепадами высоты |
|
Движущиеся машины, механизмы, материалы, иделия и заготовки; части разрушающихся конструкций и т.п. |
Железнодорожные пути, территории железнодорожных станций, парков, сортировочных горок, депо; зоны движения наземного транспорта, конвейеров, грузоподъемных механизмов, подвижных частей станков, инструмента, передач. Зоны около систем повышенного давления, емкостей со сжатыми и сжиженными газами, трубопроводов, пневмо и гидроустановок, легко воспламеняющихся и взрывчатых веществ, нагруженные элементы и конструкции, обладающие запасами кинетической или потенциальной энергии |
|
Запыленность воздуха рабочей зоны
|
Участки дробления материалов, зоны переработки сыпучих материалов, технологии сухой очистки поверхности заготовок и изделий, переработки полимеров и пластмасс, виброуплотнения сыпучих материалов, сварки и плазменной обработки и т.п. |
|
Излучения: |
|
|
инфракрасная радиация |
Нагретые поверхности, горячие газы, пламя, плазма и электрическая дуга |
|
ионизирующие излучения |
Радиоактивные вещества, ядерное топливо, зоны, загрязненные радиацией |
|
лазерное излучение |
Лазеры, отраженное лазерное излучение |
|
ультрафиолето-вая радиация |
Зоны дуговой сварки и плазменной обработки |
|
электромагнит-ные излучения и поля |
Зоны около линий электропередач, индукторов и других электротехнических установок переменного тока, технологические процепссы с использованием токов высокой частоты, передающие антенны, мониторы, телевизоры и др. |
|
Острые кромки |
Режущий и колющий инструмент, заусенцы, абразивные и шероховатые поверхности, металлическая стружка и опилки, осколки хрупких материалов |
|
Повышенная или понгиженная температура |
Котельные установки, паропроводы, выхлопные трубы и глушители двигателей внутреннего сгорания, газоводы, холодильное и криогенное оборудование, технологические процессы в которых используется повышенная или пониженная температура |
|
Электричество: |
|
|
атмосферное |
Молнии, шаровые молнии |
|
статическое |
Зоны около электротехнического оборудования на постоянном токе высокого напряжения, технологические процессы с использованием электростатических полей, трение диэлектрических веществ |
|
электрический ток |
Электрические сети и системы, электроустановки, все электрические приборы, машины и аппараты в быту и на производстве |
2. Химические |
Загазованность рабочей зоны |
Токсичные газы и пары, проникающие в рабочую зону из негерметичного оборудования, технологические процессы окраски и сушка окрашенных поверхностей, выбросы вредных веществ в атмосферу |
|
Запыленность рабочей зоны |
Сварка и плазменная обработка материалов с содержанием окислов хрома, марганца и др., пересыпка, просеивание и транспортирование дисперсных материалов, окраска распылением, пайка свинцовыми, берилиевыми и оловосодержащими припоями |
|
Попадание токсических веществ на кожные покровы и слизитстые оболочки |
Гальваническое производство, распыление жидкостей и порошков, переработка полимеров и пластических масс, монтажные и сборочные работы с применением клеев, герметиков, токсичных пенообразующих материалов, опрыскмвание и окраска поверхностей, применение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), эмульсолов |
|
Попадание токсических веществ в желудочно-кишечный тракт |
Ошибочные или умышленные действия, небрежность при работе с токсическими веществами. терроризм |
3. Биологические |
Макро и микроорганизмы и прдукты их жизнедеятельности, растения, грибы, спирохеты, бактерии, вирусы и пр. |
Животноводческие хозяйства, предприятия хранения и переработки продуктов питания, производства медикоментов, пищевых добавок, кормов для животных; среды, благоприятные для жизнедеятиельности микроорганизмов, грибов, спирохет и др. (например сточные воды) |
4. Психофизиологические |
Физические перегрузки: |
|
|
статические |
Работа (отдых) в неудобной позе (продолжительная работа с дисплеями и др.) |
|
динамические |
Ручной труд (подъем и перенос тяжестей и др.) |
|
Нервно-психические перегрузки: |
|
|
умственное перенапряжение |
Труд научных работников, преподавателей, студентов |
|
перенапряжение анализаторов |
Операторы технических систем, дежурные, диспетчеры; длительная работа с дисплеями |
|
монотонность труда |
Работа на конвейере, наблюдение за производственным процессом |
|
эмоциональные перегрузки |
Творческие профессии, диспетчеры, дежурные и др. |
П р и м е ч а н и е. Некоторые специалисты по БЖД предпочетают классифицировать физические опасные и вредные производственные факторы по видам энергии: механическая (кинетическая, потенциальная), тепловая, электрическая, атомная и др. В тех случаях, когда в рабочей зоне не обеспечены комфортные условия туда, источником физических вредных факторов могут быть метеорологические параметры (повышенные или пониженные: температура, влажность, подвижность воздуха, атмосферное давление, недостаток кислорода, неправильная организация освещения и др.).
Основные травмирующие факторы в машиностроении приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2
Основные травмирующие факторы в машиностроении
Фактор |
Количество травм, % |
1. Оборудование |
41,9 |
2. Падающие предметы |
27,7 |
3. Падения персонала |
11,7 |
4. Заводской технологический транспорт |
10,0 |
5. Нагретые поверхности |
4,6 |
6. Электрический ток |
1,6 |
7. Прочие |
2,0 |
Наиболее травмоопасные профессии: составитель поездов, машинист, водитель, тракторист, слесарь, электромонтер, газоэлектросварщик, разнорабочие.
К особо опасным работам на предприятиях ж.д. транспорта относят:
составление поездов и маневровые работы;
сортировка вагонов и грузов;
монтаж и демонтаж тяжелого оборудования (массой более 500 кг);
транспортирование опасных грузов (баллонов со сжатыми и сжиженными газами, кислот, щелочей, щелочных металлов и других сильно действующих и ядовитых веществ);
ремонтно-строительные и монтажные работы на высоте (более 1,5 м) с применением приспособлений (лестниц, стремянок и т.п.), работы на крыше;
путевые и земляные работы;
работы в зоне расположения энергетических сетей и контактного провода;
работы в колодцах, на мостах и в тоннелях, в траншеях, дымоходах, котлах и печах, бункерах, шахтах и камерах;
монтаж, демонтаж и ремонт грузоподъемных кранов и подкрановых путей, такелажные работы по перемещению тяжеловесных и крупногабаритных предметов с применением средств малой механизации (без применения подъемных кранов);
гидравлические и пневматические испытания сосудов и арматуры;
Номенклатура и таксономия являются качественными проказателями опасностей.
Квантификация опасностей.
Квантификация — это введение
количественных характеристик для оценки
сложных, качественно определяемых
понятий. Применяются
численные, балльные и другие приемы
квантификации. Например, для
количественной характеристики
производственного травмиатизма в России
используют три показателя, которые
определяют за конкретный период времени
(месяц, квартал, год и т.д.): показатель
частоты
;
показатель тяжести
;
показатель опасности
,
где А
- число несчастных случаев; В
- списочный состав работающих; Д
- число потерянных рабочих дней в
результате несчастных случаев.
Наиболее распространенной количественной
оценкой опасности является риск.
Идентификация опасностей. Опасности носят потенциальный, т. е. скрытый характер. Под идентификацией понимается процесс обнаружения и установления количественных, временных, пространственных и иных характеристик, необходимых и достаточных для разработки профилактических и оперативных мероприятий, направленных на обеспечение жизнедеятельности. В процессе идентификации выявляются номенклатура опасностей, вероятность их проявления, пространственная локализация (координаты), возможный ущерб и другие параметры, необходимые для решения конкретной задачи.
Причины и последствия. Условия, при которых реализуются потенциальные опасности, называются причинами. Другими словами, причины характеризуют совокупность обстоятельств, благодаря которым опасности проявляются и вызывают те или иные нежелательные последствия, ущерб. Формы ущерба, или нежелательные последствия, разнообразны: травмы различной тяжести, заболевания, определяемые современными методами, урон окружающей среде и др.
Опасность, причины, последствия являются основными характеристиками таких событий, как несчастный случай, чрезвычайная ситуация, пожар и т. д.
Триада «опасность — причины — нежелательные последствия» — это логический процесс развития, реализующий потенциальную опасность в реальный ущерб (последствие). Как правило, этот процесс включает несколько причин, т. е. является многопричинным. Одна и та же опасность может реализоваться в нежелательное событие через разные причины.
В основе профилактики несчастных случаев по существу лежит поиск и предотвращение причин. Приведем несколько примеров:
опасность |
причина |
нежелательное последствие |
1. Яд |
— ошибка провизора |
— отравление |
2. Электроток |
— короткое замыкание |
— ожог, пожар |
3. Жажда |
— вынужденная посадка самолета в пустыне |
— обезвоживание организма |
4. Алкоголь |
— употребление чрезмерного количества |
— смерть |
5. Огонь |
— непотушенный костер |
— пожар |
Последовательность изучения опасностей
Стадия I — предварительный анализ опасности (ПАО).
Шаг 1. Выявить источники опасности.
Шаг 2. Определить части системы, которые могут вызывать эти опасности.
Шаг 3. Ввести ограничения на анализ, т. е. исключить опасности, которые не будут изучаться.
Стадия II — выявление последовательности опасных ситуаций, построение дерева событий и опасностей.
Стадия III — анализ последствий.
Системный анализ безопасности — это совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам, в данном случае, безопасности.
Система — это совокупность взаимосвязанных компонентов, взаимодействующих между собой таким образом, что достигается определенный результат (цель). Системы имеют качества, которых нет у элементов их образующих. Это важнейшее свойство систем, именуемой эмерджентностью, лежит, по существу, в основе анализа вообще и проблем безопасности, в частности. Принцип системности рассматривает явления в их взаимной связи, как целостный набор или комплекс. Цель или результат, который дает система, называют системообразующим элементом. Например, такое системное явление как горение (пожар) возможно при наличии следующих компонентов: горючее вещество, окислитель, источник воспламенении. Исключая хотя бы один из названных компонентов, мы разрушаем систему.
Под компонентами (элементами, составными частями) системы понимаются не только материальные объекты, но и отношения и связи. Любая исправная машина представляет пример технической системы. Система, одним из элементом которой является человек, называется эргатической. Примеры эргатической системы: «человек — машина», «человек — машина — окружающая среда» и т. п. Вообще говоря, любой предмет может быть представлен как системное образование.
Методологический статус системного анализа безопасности необычен; в нем переплетаются элементы теории и практики, строгие формализованные методы сочетаются с интуицией и личным опытом, с эвристическими приемами.
Цель системного анализа безопасности состоит в том, чтобы выявить причины, влияющие на появление нежелательных событий (аварий, катастроф, пожаров, травм и т. п.) и разработать предупредительные мероприятия, уменьшающие вероятность их появления.
«Дерево причин и опасностей» как система
Любая опасность реализуется, принося ущерб, благодаря какой-то причине или нескольким причинам. Без причин нет реальных опасностей. Следовательно, предотвращение опасностей или защита от них базируется на знании причин. Между реализованными опасностями и причинами существует причинно-следственная связь; опасность есть следствие некоторой причины (причин), которая, в свою очередь, является следствием другой причины и т. д. Таким образом, причины и опасности образуют иерархические, цепные структуры или системы. Графическое изображение таких зависимостей чем-то напоминает ветвящееся дерево. В зарубежной литературе, посвященной анализу безопасности объектов, используются такие термины как «дерево причин», «дерево отказов», «дерево опасностей», «дерево событий». В строящихся деревьях, как правило, имеются ветви причин и ветви опасностей, что полностью отражает диалектический характер причинно-следственных связей. Разделение этих ветвей нецелесообразно, а иногда и невозможно. Поэтому точнее называть полученные в процессе анализа безопасности объектов графические изображения «деревьями причин и опасностей».
Построение «деревьев» является исключительно эффективной процедурой выявления причин различных нежелательных событий (аварий, травм, пожаров, дорожно-транспортных происшествий и т. д.). Многоэтапный процесс ветвления «дерева» требует введения ограничений с целью определения его пределов. Эти ограничения целиком зависят от целей исследования. В общем, границы ветвления определяются логической целесообразностью получения новых ветвей.