Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Безопаность жизнедеятельности

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
20.01.2021
Размер:
4.94 Mб
Скачать

БЕЗОПАСНОСТЬ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Под общей редакцией д-ра техн. паук, проф. С.В. Белова

Издание седьмое, стереотипное

Рекомендовано Министерством образования и науки

Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений

Москва «Высшая школа»

2007

УДК 614.8.084 ББК 68.9

Б39

Авторы: С.В. Белов, В.А. Девисилов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков, JI.JL Морозова, Г.П. Павлихин, И.В. Переездчиков,

В.П. Сивков, С.Г. Смирнов

Р е ц е н з е н т ы : кафедра «Промышленная безопасность и охрана окружающей среды» Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина (зав. кафедрой проф. Б.Е. Прусенко); д-р техн. наук, проф. JI.C. Стрижко (Московский государственный институт стали и сплавов)

Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов/ Б39 С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред.

С.В.Белова. 7-е изд., стер.— М.: Высш.шк.,2007.—616е.:ил. ISBN 978-5-06-004171-2

В учебнике даны научно-практические знания в области безопасности жизнедеятельности человека в техносфере. Основное внимание уделено оценке влияния опасностей на человека, методам идентификации опасностей техносферы, средствам и способам создания малоопасных технических средств и технологий, а также выбору и применению защитных средств в опасных и чрезвычайно опасных условиях жизнедеятельности.

Для студентов всех специальностей и направлений подготовки бакалавров высших учебных заведений.

УДК 614.8.084 ББК 68.9

Учебное издание

Белов Сергей Викторович, Девисилов Владимир Аркадьевич, Ильницкая Александра Васильевна, Козьяков Анатолий Федорович, Морозова Людмила Львовна, Павлихин Геннадий Петрович,

Переездчиков Игорь Васильевич, Сивков Валерий Петрович, Смирнов Сергей Георгиевич ^

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Редактор Л. И. Захватова. Технический редактор М.М. Яровицкая. Корректоры Т.А. Вавилова, Г.И. Петрова.

Компьютерная верстка С.Н. Луговая. Оператор М.Н. Паскарь

Лицензия ИД № 06236 от 09.11.01.

Изд. № РЕНТ-304. Подп. в печать 20.11.06. Формат 60х88'/|6. Бум. газетн. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Объем 37,73 усл. печ. л. 37,99 усл. кр.-отт. Тираж 3000 экз. Заказ № 15920 (к).

ФГУП «Издательство «Высшая школа», 127994, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., 29/14. Тел.: (495) 694-04-56. http://www.vshkola.ru E-mail: info_vshkola@mail.ru

Отдел реализации: (495) 694-07-69, 200-31-47, факс: (495) 694-34-86. E-mail: sales_vshkola@mail.ru Отпечатано в ОАО «Смоленский полиграфический комбинат» 214020, г. Смоленск, ул. Смольянинова, 1.

ISBN 978-5-06-004171-2

© ФГУП «Издательство «Высшая школа», 2007

Оригинал-макет данного издания является собственностью издательства «Высшая школа», и его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без разрешения издательства запрещается.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В учебнике обобщены научные и практические достижения в новой области знаний — безопасности жизнедеятельности. Он подготовлен в соответствии с примерной программой дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» (БЖД) для всех специальностей и направлений бакалавриата высшего профессионального образования, утвержденной Министерством образования Российской Федерации

вдекабре 2000 г. Основа программы разработана кафедрой «Экология и промышленная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана еще

в1989 г.

Авторы учебника имеют опыт чтения лекций по дисциплине БЖД на факультетах машиностроительного и приборостроительного профиля, а также опыт написания конспекта лекций «Безопасность жизнедеятельности», изданного в двух частях в 1992—1993 гг. Всесоюзной ассоциацией специалистов по охране труда (ВАСОТ) и предназначенного для преподавателей технических вузов.

Изучаемая в настоящее время в высших и средних специальных учебных заведениях и средней школе дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» призвана интегрировать на общей методической основе в единой комплекс знания, необходимые для обеспечения комфортного состояния и травмобезопасности человека во взаимодействии со средой обитания и прежде всего с техносферой.

Суть учения о безопасности жизнедеятельности человека в техносфере обусловлена наличием непрерывного воздействия на человека внешних массовых, энергетических и информационных потоков, часть из которых может иметь уровни, превышающие допустимое воздействие на него. Такие потоки оказывают опасное воздействие на человека и образуют в техносфере ноксосферные (опасные) зоны.

Формирование техносферы высокого (допустимого) качества по отношению к человеку возможно на основе превентивного анализа опасностей и устранения ноксосферных зон в техносфере за счет ограничения потоков от источников опасностей и применения средств защиты на стадиях проектирования и использования техносферы.

Для решения этих человекозащитных задач каждый специалист Должен знать не только круг реальных опасностей окружающего нас м ира, но и средства защиты от них. Ему необходимы также знания

в области анатомо-физиологических свойств человека и его реакциях на воздействие негативных факторов; комплексного представления об источниках опасностей; количестве и значимости травмирующих

ивредных факторов среды обитания; принципов и методов качественного и количественного анализа опасностей. Все это позволяет сформулировать общую стратегию и принципы обеспечения безопасности жизнедеятельности; подойти к разработке и применению средств защиты в негативных ситуациях с общих позиций.

Учебник создан преподавателями кафедры «Экология и промышленная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Введение, гл. 1, 2 (кроме п. 2.3), 3, п.п. 6; 2; 7, гл. 7, 8, п. 10.1, гл. 12, 13,17,18, заключение и приложение написаны С.В. Беловым; гл. 4,5 и 9, п. 14.4 и 14.5 — В.П. Сивковым; гл. 6 (кроме п.п. 6.2.7) совместно JI.JI. Морозовой

иА.В. Ильницкой; п. 2.3, 14.1—14.3 и 14.6 — JI.JI. Морозовой;

п.10.2 — Г.П. Павлихиным; п. 10.3 — С.Г. Смирновым; п.п. 10.2.3, гл. 16 — В.А. Девисиловым; п. 11.1 и 11.3 — И.В. Переездчиковым;

п.11.2, гл. 15 — А.Ф. Козьяковым.

Авторы будут благодарны всем, кто сочтет целесообразным высказать по содержанию учебника замечания и положения, которые следует направлять по адресу: 127994, г. Москва ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14, изд-во «Высшая школа».

Авторы

В В Е Д Е Н И Е

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕНИЯ О БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА В ТЕХНОСФЕРЕ (БЖД)

В.1. ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ

Человек от рождения имеет неотъемлемые права на жизнь, свободу и стремление к счастью. Свои права на жизнь, отдых, охрану здоровья, благоприятную окружающую среду, труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены, он реализует в процессе жизнедеятельности. Они гарантированы Конституцией Российской Федерации.

Известно, что «жизнь — форма существования материи». Это позволяет утверждать, что человек существует в процессе жизнедеятельности, состоящем из его непрерывного взаимодействия со средой обитания в целях удовлетворения своих потребностей. Понятие «жизнедеятельность» шире понятия «деятельность», поскольку включает в рассмотрение не только трудовой процесс человека, но и условия его отдыха, быта и миграции в окружающей среде.

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.

Реализация этого принципа в природе достигается взаимодействием живого тела с окружающей его природной средой, а в иных условиях — взаимодействием всего живого с окружающей его средой обитания.

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

В соответствии с законом сохранения жизни Ю.Н. Куражсковского

[1, 11]: «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии, информации». Это позволяет утверждать, что при жизни человек связан с внешним миром (средой обитания) потоками вещества, энергии и информации, поглощая (или излучая) их.

Непрерывное взаимодействие человека с окружающей его средой свидетельствует о том, что человек и среда обитания образуют посто-

5

янно действующую систему «человек — среда обитания» и что именно в процессе этого взаимодействия человек реализует свои физиологические и социальные потребности.

В современном мире для человека характерны два полярных вида среды обитания: природная — обитание в биосфере и техногенная —

обитание в условиях производства, города, быта.

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

Биосфера Земли всегда являлась и является защитным экраном от космического воздействия, под которым зародилась жизнь и сформировался человек. Но она обладала и сейчас обладает рядом естественных факторов, негативно влияющих на человека (высокая и низкая температура воздуха, атмосферные осадки и т. п.). Поэтому для защиты от неблагоприятных воздействий биосферы и достижения рада иных целей человек был вынужден создать техносферу.

Отметим, что 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.

Современную структуру Вселенной можно представить в виде че-

тырех взаимодействующих систем, схематически показанных на рис.

В.1.

В.2. ЭВОЛЮЦИЯ СИСТЕМЫ «ЧЕЛОВЕК - СРЕДА ОБИТАНИЯ». ПЕРЕХОД К ТЕХНОСФЕРЕ

На всех этапах своего развития человек и общество непрерывно воздействовали на среду обитания. И если на протяжении многих веков это воздействие на биосферу было незначительным, то начиная с середины XIX в. преобразующая роль человека в развитии среды обитания стала существенно возрастать.

Рис. В.1. Современная схема взаимодействия человека со средой обитания

6

ВXX в. на Земле возникли зоны повышенного антропогенного

итехногенного влияния на природную среду, что привело к частичной, а в ряде случаев и к полной ее региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали следующие эволюционные процессы:

— рост численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация;

— рост потребления и концентрации энергетических ресурсов;

— интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства;

— массовое использование средств транспорта;

— рост затрат на военные цели и ряд других процессов. Демографический взрыв. Достижения в медицине, повышение

комфортности деятельности и быта, интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности жизни человека и, как следствие, росту населения Земли. Одновременно с увеличением продолжительности жизни в ряде регионов мира рождаемость продолжала оставаться на высоком уровне, составляя 40 чел./год и более. Высокий уровень прироста населения характерен для стран Африки, Центральной Америки, Ближнего и Среднего Востока, Юго-Восточной Азии, Индии, Китая.

Рис. В.2. Рост численности населения Земли:

I — рост численности до 28—30 млрд чел. к 2070—2100 гг.; II — стабилизация численности на уровне 10 млрд чел.

Годы

1840

1930

1962

1975

1987

1999

2006

Численность населения, млрд чел. . . .

1

2

3

4

5

6

6,5

Период прироста, лет/1 млрд чел. . . .

500 000

90

32

13

12

12

>6

7

Статистические данные о численности населения Земли и тенденции его изменения показаны на рис. В.2.

Существует несколько прогнозов дальнейшего изменения численности населения Земли (см. рис. В.2). По /варианту (неустойчивое развитие) к концу XXI в. возможен рост численности до 28—30 млрд чел. В этих условиях Земля уже не сможет (при современном состоянии технологий) обеспечивать население достаточным питанием и предметами первой необходимости. С определенного периода начнутся голод, массовые заболевания, деградация среды обитания и, как следствие, резкое уменьшение численности населения и разрушение человеческого сообщества.

По //варианту (устойчивое развитие) численность населения необходимо стабилизировать на уровне 10 млрд чел., что при существующем уровне развития технологий жизнеобеспечения будет соответствовать удовлетворению жизненных потребностей человека и нормальному развитию общества.

Урбанизация. Одновременно с демографическим взрывом идет процесс урбанизации населения планеты. Этот процесс имеет во многом объективный характер, так как способствует повышению производительной деятельности во многих сферах, одновременно решает социальные и культурно-просветительные проблемы общества.

В период 1950—1990 гг.

в городах мира проживало:

 

 

Годы

 

 

1950

1970

1990

Городское население

Земли,

%

29

37

42

Городское население

России,

%

48

63

75

К 1990 г. в США урбанизировано 70 % населения, в Российской Федерации к 1995 г. — 76 %.

Интенсивно растут крупные города: в 1959 г. в СССР было только три города-миллионера, а в 1984 г. — 22. В обозримом будущем в мире появятся мегаполисы с численностью населения 25—30 млн чел. Десятка мировых урбанистических лидеров выглядит сегодня следующим образом:

Город, страна

Данные на 2000 г., Прогноз на 2015 г.,

 

млн чел.

млн чел.

Токио (Япония) . . .

26,5

27,2

Нью-Йорк (США) . .

16,8

17,6

Сан-Паулу (Бразилия)

18,3

21,2

Мехико (Мексика). .

18,3

18,8

Шанхай (Китай) . . .

14,7*

23,4

8

Город, страна

Бомбей (Индия) . . .

Лос-Анджелес (США) Пекин (Китай) . . . .

Калькутта (Индия). . Сеул (Южная Корея)

*Данные 1994 г.

Данные на 2000 г., Прогноз на 2015 г.,

млн чел.

млн чел.

16,5

27,4

12,2

14.3

12,0*

19.4

11,5*

17,6

11,5*

13,1

По итогам всероссийской переписи 2002 г., население г. Москвы составляет около 10 млн чел.

Урбанизация непрерывно ухудшает условия жизни в регионах, неизбежно уничтожает в них природную среду. Для крупных городов и промышленных центров характерен высокий уровень загрязнения компонент среды обитания. Так, атмосферный воздух городов содержит значительно большие концентрации токсичных примесей по сравнению с воздухом сельской местности (ориентировочно оксида углерода — в 50, оксидов азота — в 150 и летучих углеводородов — в 2000 раз).

Рост энергетики, промышленного и сельскохозяйственного произ-

водства, численности средств транспорта. Увеличение численности населения Земли и военные нужды стимулируют рост промышленного производства, числа средств транспорта, приводят к росту производства энергетических и потреблению сырьевых ресурсов. Потребление материальных и энергетических ресурсов имеет более высокие темпы роста, чем прирост населения, так как постоянно увеличивается их среднее потребление на душу населения. О неограниченных способностях к росту потребления свидетельствует использование электроэнергии в США. По статистическим данным, в 1970 г. США имели 7 % населения и 1 /3 мирового производства электроэнергии.

Огромны затраты на военные цели. После Второй мировой войны на вооружение в мире израсходовано около 6 трлн дол. США. Военная промышленность является одним из активных стимуляторов развития техники и роста энергетического и промышленного производства:

Годы

1970

1980

1990

2000

Производство электроэнергии в мире, % к 1950 г. . .

173

234

318

413

Во второй половине XX в. каждые 12—15 лет удваивалось промышленное производство ведущих стран мира, обеспечивая тем самым удвоение выбросов загрязняющих веществ в биосферу. В СССР

9

впериод с 1940 по 1980 г. возросло производство электроэнергии в 32 раза; стали — в 7,7; автомобилей — в 15 раз; увеличилась добыча угля

в4,7, нефти — в 20 раз. Аналогичные или близкие к ним темпы роста наблюдались во многих других отраслях народного хозяйства. Значительно более высокими темпами развивались химическая промышленность, объекты цветной металлургии, производство строительных материалов и др. Постоянно увеличивался мировой автомобильный парк: с 1960 по 1990 г. он возрос с 120 до 420 млн автомобилей.

Всвою очередь, развитие промышленности и технических средств сопровождалось не только увеличением выброса загрязняющих веществ, но и вовлечением в производство все большего числа химических элементов:

Годы

1869

1906

1917

1937

1985

Известно

62

84

85

89

104

Использовалось

35

52

64

73

90

Энергетические уровни техногенных воздействий существенно возросли в XX столетии, когда человек получил в свое распоряжение мощную технику (рис. В.З), огромные запасы углеводородного сырья, химических и бактериологических веществ.

Вторая половина XX в. связана с интенсификацией сельскохозяйственного производства. В целях повышения плодородия почв и борьбы с вредителями в течение многих лет использовались искусственные удобрения и различные токсиканты. При избыточном применении азотных удобрений почва перенасыщается нитратами, а при внесении фосфорных удобрений — фтором, редкоземельными элементами, стронцием. При использовании нетрадиционных удобрений (отстойного ила и т. п.) почва перенасыщается соединениями тяжелых металлов. Избыточное количество удобрений приводит к пе-

Энергия,кВт

Рис. В.З. Уровни энергии, которыми владеет человек:

1 — осел, бык; 2 — лошадь; 3 — паровая машина (1770); 4 — ДВС (200 МВт) (1900); 5- тур-

Годы н. э. бины, ТЭС и т. п.; 6 — АЭС, ракеты

10