Безопасность жизнедеятельности. Учеб. пособ. 2-е изд. 2019

12

1.2 Методы обеспечения безопасности

Практика показывает, что безопасность может быть обеспечена несколькими методами. При классификации этих методов используются такие понятия, как гомосфера и ноксосфера.

Гомосфера это пространство, в котором находится человек в процессе своей деятельности.

Ноксосфера – пространство, в котором существуют или периодически возникают опасности.

Совмещение гомосферы и ноксосферы недопустимо с точки зрения безопасности.

В зависимости от того, как достигается результат, различают три основных метода (путь, способ достижения цели, исходящий из знания наиболее общих закономерностей. – Прим. авт.) обеспечения безопасности.

Метод первый: пространственное или временное разделение гомосферы и ноксосферы. Достигается такое разделение соответствующей организацией безопасности, внедрением дистанционного управления опасными или вредными технологическими процессами, использованием автоматов, роботов. Безопасность движения на улицах обеспечивается соответствующей организацией дорожного движения за счет временного разделения гомосферы и ноксосферы с помощью светофоров. Переходить улицу можно на зеленый свет, когда в ноксосфере (на пешеходной дорожке) отсутствует опасность (движущийся автомобиль). Пространственное разделение гомосферы и ноксосферы обеспечивается устройством тротуаров для пешеходов. В связи с участившимися терактами созданы специальные роботы, которые обезвреживают взрывоопасные устройства. Роботы выполняют работы в зонах с высоким уровнем радиации, различных видов излучений, высоким содержанием пыли и других вредных веществ. Автоматическое управление вибрирующими агрегатами и агрегатами, создающими высокие уровни шума, преследует такую же цель – вывести человека из опасной зоны.

Метод второй: нормализация ноксосферы путем исключения опасностей. Достигается это внедрением средств коллективной защиты. К последним относятся средства для защиты двух и более человек. Такими средствами защиты являются отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, предназначенные для нормализации воздушной среды в помещениях. Для уменьшения шума предусматриваются звукоизоляция, звукопоглощение, на агрегаты устанавливаются глушители шума. Защита от опасности поражения электрическим током достигается заземлением или занулением корпусов электрооборудования.

Метод третий: адаптация человека к соответствующей среде и повышение его защищенности. Достигается это профотбором, соответствующей тренировкой, обучением мерам безопасности, использованием средств индивидуальной защиты.

13

Средства индивидуальной защиты (респираторы, противогазы, антифоны, диэлектрические перчатки, всевозможные защитные костюмы и др.) повышают защищенность человека, но с точки зрения безопасности рассматриваются как крайняя, временная мера. Объясняется это тем, что при пользовании ими человек испытывает определенный дискомфорт. В противогазе или в диэлектрических перчатках долго не проработаешь. С другой стороны, респираторы, например, защищают от пыли органы дыхания, но не препятствуют поражению слизистых глаз и кожного покрова. Антифоны (наушники) защищают барабанную перепонку, но шум воспринимается всем костно-мышечным трактом, поэтому говорить о полной безопасности при пользовании антифонами нельзя.

На практике каждый из этих методов используется в совокупности с другими. Совокупность этих методов образует систему обеспечения без-

опасности.

Для обеспечения безопасности в производственных условиях может быть реализован ряд принципов (идея, мысль, основное положение. – Прим. авт.) обеспечения безопасности [15]. Рассмотрим подробнее некоторые из них. Для этого дадим определение каждого рассматриваемого принципа и приведем пример его реализации [15].

Принцип гуманизации труда – освобождение человека от выполнения механических, стереотипных, тяжелых и опасных видов труда для выполнения творческих действий.

Принцип классификации (категорирования) состоит в делении объектов на классы и категории по признакам, связанным с опасностями (санитарно-защитные зоны (5 классов), категории производств (помещений) по взрывопожарной опасности (А, Б, В, Г, Д, категорирование помещений по электробезопасности и др.).

Принцип «слабого звена» состоит в том, что в рассматриваемую систему (объект) в целях обеспечения безопасности вводится элемент, устроенный так, что он воспринимает или реагирует на изменение соответствующего параметра, предотвращая опасные явления (предохранительные клапаны, разрывные мембраны, защитное защемление, молниеотводы, предохранители и др.).

Принцип информации заключается в передаче и усвоении персоналом сведений, выполнение которых обеспечивает соответствующий уровень безопасности (обучение, инструктажи, цвета и знаки безопасности, предупредительные надписи, маркировка оборудования и др.).

Принцип нормирования заключается в установлении таких параметров, соблюдение которых обеспечивает защиту человека от соответствующей опасности. Например, предельно допустимые концентрации или уровни, нормы переноски и подъема тяжести, продолжительность трудовой деятельности и др.

14

1.3 Система «человек – среда обитания»

Любая деятельность человека протекает во взаимодействии со средой обитания. Это воздействие может быть негативным, и Природа, создавая нас, наделила нас определенными органами чувств, которые помогают нам ориентироваться в окружающей обстановке. Мы можем увидеть опасность, услышать опасность, определить, холодный предмет или горячий. В процессе эволюции человек научился приспосабливаться (адаптироваться) к факторам окружающей среды. Мы приспосабливаемся к высоким или низким температурам, к высоким или низким уровням освещенности, шума, атмосферного давления. Однако есть определенные границы приспосабливаемости человека, и, когда факторы окружающей среды превышают эти границы, в организме могут происходить патологические сдвиги – болезненные изменения, вплоть до смертельных исходов.

Связь человека со средой обитания, адаптация организма к факторам окружающей среды осуществляется с помощью тех же органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса. Очень часто и вполне справедливо органы чувств называют анализаторами.

Анализаторы представляют собой довольно сложные по строению нервные образования, обеспечивающие восприятие, анализ и преобразование поступающих раздражителей в ощущения. Анализаторы являются элементами естественной системы защиты человека, основу которой составляет нервная система.

Нервная система – это система органов (мозг, глаз, ухо и др.), осуществляющая связь организма с внешней средой и взаимосвязь органов между собой, регуляцию и координацию всех функций организма. Различают центральную, периферическую и вегетативную нервные системы.

Центральная нервная система (ЦНС) – это спинной и головной мозг,

которые представляют собой обширные скопления нервных клеток (нейронов), обладающих высокой степенью возбудимости и проводимости.

Периферическая нервная система состоит из специальных волокон-

нервов, лежащих вне центральной нервной системы. Они пронизывают все органы человека, в том числе и органы чувств. Нервы являются проводящими путями для сигналов, идущих в ЦНС.

Вегетативная нервная система регулирует процессы кровообращения, пищеварения, дыхания, обмена веществ и др. Она подчинена регулирующему влиянию ЦНС. Нервная система играет огромную роль в обеспечении безопасности жизнедеятельности. Например, мы коснулись горячего предмета и отдернули руку; в глаза попал яркий свет – зажмурились; понюхали нашатырный спирт, другое едкое вещество – замедлилось и кратковременно задержалось дыхание; оступились – руки вскидываются в разные стороны для удерживания равновесия. Все это результат деятельности нервной системы. Нервная система обеспечивает реакцию организма на раздражители и вырабатывает приказы для исполнительных органов (мышц, желез), заставляя совершать те или иные целесообразные действия.

15

Такая деятельность нервной системы является рефлекторной (лат. reflexus

–отражение).

Ре ф л е к с ы – это закономерные реакции организма на раздражения. Доминирующую роль здесь играет ЦНС. Рефлексы, с которыми рождается человек (любое животное), И.П. Павлов назвал безусловными. Рефлексы, которые вырабатываются в течение жизни при участии высших отделов нервной системы (коры больших полушарий головного мозга), он назвал условными.

У с л о в н ы е р е ф л е к с ы, по определению И.П. Павлова, – временная гибкая связь сигналов с ответной деятельностью человека. Эта связь на основе опыта. Условные рефлексы играют важную роль в обеспечении безопасности жизнедеятельности. Они помогают человеку заблаговременно предпринимать необходимые действия, не видя самой опасности. Например, машинист локомотива не поведет поезд на красный сигнал светофора, хотя и не видит впереди идущего поезда. Мы не будем снимать ограждение, если на нем висит знак безопасности «Осторожно, электрическое напряжение», хотя увидеть это напряжение невозможно!

Условные раздражители носят сигнальный характер. Знаки безопас-

ности, световая, цветовая, звуковая и другая информация являются у с л о в н ы м и с и г н а л а м и. Эти сигналы, воспринимаемые анализаторами, предупреждают нас об опасности. Анализаторы, являющиеся элементами естественной системы защиты, обладают определенными характеристиками. Характеристики анализаторов влияют на условия безопасности и учитываются при разработке мероприятий по обеспечению безопасности жизнедеятельности. Составными частями любого анализатора являются рецепторы, проводящие нервные пути и центральный отдел, расположенный в коре больших полушарий головного мозга.

Р е ц е п т о р ы (лат. receptor – принимающий) представляют собой концевые образования чувствительных нервных волокон, которые преобразуют энергию раздражения в процесс нервного возбуждения. Возникающее в рецепторе возбуждение по проводящим путям передается в корковый отдел анализатора, где нервное возбуждение превращается в ощущение. Между рецепторами и корковым отделом анализатора существует обратная связь, что обеспечивает саморегуляцию анализатора, его адаптацию. Различные рецепторы обладают повышенной возбудимостью к раздражителям определенного рода. Электромагнитные колебания светового диапазона воспринимаются фоторецепторами глаза, механические колебания звукового диапазона – фоторецепторами уха, прикосновение или давление – тактильными рецепторами кожи, изменение положения тела относительно вертикальной оси – рецепторами вестибулярного аппарата. Повышенной чувствительностью к химическим раздражителям обладают хеморецепторы, к температуре среды – терморецепторы и т. д.

Каждый анализатор обладает определенной чувствительностью. К примеру, вокруг нас ежесекундно рождается огромное количество звуков. Однако мы слышим только те, энергии которых достаточно, чтобы вызвать

16

колебания барабанной перепонки. Минимальная величина интенсивности раздражителя, которая вызывает ощущения, называется нижним абсолют-

ным порогом чувствительности анализатора. Максимальная величина ин-

тенсивности раздражителя, которая вызывает ощущение боли или нарушает работу анализатора, называется верхним абсолютным порогом чувстви-

тельности анализатора. Интервал интенсивностей раздражителя между нижним и верхним абсолютными порогами определяет диапазон чувствительности анализатора. Минимальная разность между интенсивностями двух раздражителей, которая вызывает едва заметное различение ощуще-

ний, называется дифференциальным порогом, или порогом различения.

Существует определенная связь между интенсивностью раздражителя и интенсивностью вызванного им ощущения. Эта связь была выявлена в конце ХIХ в. известными немецкими учеными Э. Вебером и Г. Фехнером. Они установили, что интенсивность ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. При увеличении силы раздражителя в геометрической прогрессии интенсивность ощущений изменяется в арифметической прогрессии. Эта закономерность была названа основным психофизическим законом Вебера – Фехнера. Он выражается формулой:

где Е – интенсивность ощущений;

J – интенсивность раздражителя; К и С – константы.

Ощущение пропорционально десятичному логарифму воздействия –

так можно сформулировать основной закон Вебера – Фехнера.

При очень слабых и очень сильных раздражениях наблюдается заметное отклонение от этого закона. Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным пери-

одом.

Характеристики анализаторов учитываются при нормировании опасных и вредных факторов, организации рабочих мест, проектировании оборудования, разработке мероприятий, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности.

1.3.1 Зрительный анализатор

Окружающий нас мир мы воспринимаем, прежде всего, посредством органа зрения. «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать» – гласит народная пословица. Зрительный анализатор позволяет получить представление об объекте, его размерах, форме, окраске, состоянии (движется предмет или находится в покое), потенциальной опасности. Он является самым тонким и самым совершенным по сравнению с другими анализаторами. Зрительный анализатор состоит из глаза (рис. 1.2), зрительного нерва и зрительного центра, находящегося в затылочной доле коры головного мозга. Ощущение света возникает как результат фотохимических реакций в сетчатой оболочке глаза. Глаз непосредственно реагирует на яркость.

17

Рис. 1.2. Глаз человека

Яркость (В, кд/м2) представляет собой отношение силы света в канделах, которую излучает светящаяся поверхность, к площади этой поверхности в квадратных метрах. Низший предел яркости, воспринимаемый глазом человека, составляет 10–5 кд/м2. Яркость более 5000 кд/м2 оказывает слепящее действие. Яркость порядка 150 000 кд/м2 является предельной. Приспособиться к такой яркости глаз уже не может. Яркость нитей у лампы накаливания превышает предельную величину. Например, яркость лампы накаливания мощностью 200 Вт составляет 8 000 000 кд/м2, что более чем в 50

раз превышает предельную. Поэтому с точки зрения безопасности за-

прещается использовать лампы без специальной осветительной арма-

туры (светильников). Одним из назначений светильников является защита зрения от слепящего действия света.

Процесс приспособления зрения к определенному уровню яркости называется адаптацией. Адаптация осуществляется за счет изменения диаметра зрачка в пределах от 1,5 до 8 мм, что влечет за собой изменение чувствительности в сотни тысяч раз. При воздействии ярким светом на глаза, например светом фар автомобиля, человек рефлекторно зажмуривает глаза, а открыв их, первое время ничего не видит. Постепенно чувствительность глаза понижается, и через 8–10 минут нормальное зрение восстанавливается, наступает световая адаптация. Наоборот, если ночью человек выйдет на улицу из ярко освещенной комнаты, то первое время он также ничего не видит, затем чувствительность глаза начинает повышаться, происходит темновая адаптация. При темновой адаптации чувствительность глаза возрастает в 200 тысяч раз, но происходит это в течение более длительного времени (до 60–80 минут). Осуществление какой-либо деятельности в период адаптации представляет определенную опасность. Частая переадаптация (переприспособление) при неодинаковой яркости поверхностей приводит к утомлению зрения, мозга, самого человека. У утомленного человека снижается острота зрения, ослабляется внимание,

18

память, нарушается координация движений, что может привести к нежела-

тельным последствиям. Врачи не рекомендуют длительный просмотр

телепередач с клипами, в которых используются световые эффекты, пользоваться телевизором или настольной лампой без включенного верхнего света.

Особенностью зрительного анализатора с точки зрения безопасности является то, что ощущения, вызванные световым сигналом, сохраняются в течение определенного времени (0,1–0,2 с) после исчезновения раздражителя. Инерция зрения при резком действии прерывистого раздражителя обусловливает стробоскопический эффект, когда неподвижные объекты кажутся движущимися, вращающиеся детали остановившимися или вращающимися в обратную сторону. На производстве стробоскопический эффект представляет серьезную опасность. Поэтому при использовании для освещения помещений газоразрядных ламп, излучающих пульсирующий световой поток, принимаются специальные меры по сглаживанию пульсации светового потока.

Важную роль в работе зрительного анализатора играет освещенность [E, лк]. Чем выше освещенность объекта, тем выше скорость зрительной реакции, выше производительность труда, меньше зрительное и умственное утомление, следовательно, и общее утомление человека. Зрительные сигналы воспринимаются человеком в интервале от 10–2 лк (ночь) до 105 лк (яркий солнечный летний день). При искусственном освещении для обеспечения нормальной трудоспособности органов зрения регламентируется освещенность. Например, в аудиториях высших учебных заведений освещенность на столах (партах) должна быть не менее 300 лк, в кабинетах черчения и рисования – не менее 500 лк.

Глаз человека способен различать цвета и оттенки. Известно, что сетчатая оболочка глаза состоит из светочувствительных элементов – палочек и колбочек, обладающих различными свойствами. Палочки, расположенные на периферии сетчатки, воспринимают малые яркости и не различают цвета и оттенки, вследствие чего все предметы воспринимаются одноцветными. «Ночью все кошки серы» – гласит народная поговорка.

Колбочки, сосредоточенные в центре сетчатки, реагируют на большие яркости и обеспечивают цветное зрение. Цветное зрение объясняется наличием трех видов колбочек. Каждый вид чувствителен к одному из основных цветов: красному, синему, зеленому. Другие цвета представляют собой комбинацию указанных цветов. Ощущение цвета возникает под действием световых волн определенной длины: 0,38–0,455 мкм (фиолетовый); 0,455–0,47 мкм (синий); 0,47–0,5 мкм (голубой); 0,5–0,55 мкм (зеленый);

0,55–0,59 мкм (желтый); 0,59–0,61 мкм (оранжевый); 0,61–0,78 мкм (крас-

ный).

Наиболее благоприятное успокаивающее воздействие на зрение оказывают зеленый цвет и его оттенки. Это обстоятельство учитывается при оформлении интерьера помещений.

19

У некоторых людей имеют место отклонения от нормального восприятия цвета (цветовая слепота или дальтонизм). Цветовая слепота представляет собой определенный вид расстройства зрения, при котором все цвета воспринимаются как серые. Частным случаем такого расстройства является дальтонизм. Дальтоник часто не различает красный и зеленый цвета, реже желтый и фиолетовый. Такие цвета им воспринимаются как серый цвет различных оттенков. Для людей, деятельность которых связана с цветовой сигнализацией, с целью обеспечения безопасности обязательны испытания на цветовое зрение (шоферы, машинисты локомотивов и др.).

Для характеристики восприятия объектов в двухмерном и трехмерном пространстве оперируют такими понятиями, как поле зрения и глубинное зрение. Бинокулярное поле зрения (двумя глазами) охватывает в горизонтальном направлении угол 120–160 , по вертикали вверх – 55–60 , вниз 65– 72 . При восприятии цвета размеры поля зрения сужаются. Оптимальное поле зрения при восприятии цвета вверх – 25 , вниз – 35 , вправо и влево по 32о, глубинное зрение связано с восприятием пространства. При размещении средств отображения информации (СОИ), организации рабочего места оператора обязательно учитываются характеристики поля зрения.

Природа снабдила глаза естественной защитой, которой являются веки и слезная жидкость. Веки защищают сетчатку от чрезмерной яркости, роговицу глаза от механических повреждений. При моргании слезная жидкость смачивает наружную поверхность глаза, предохраняя ее от высыхания, и смывает с поверхности глаза и век инородные тела. Слезная жидкость обладает антисептическим действием и убивает микробы. Естественная защита недостаточно эффективна. Незначительные, но частые повреждения роговицы глаза частицами пыли, раздражающими химическими веществами, мельчайшими частицами металла или другого материала, частые потирания глаза могут привести к помутнению роговицы глаза, образованию бельма. В условиях, когда есть такая опасность, предусматриваются определенные меры защиты глаз.

1.3.2 Слуховой анализатор

Важным источником информации человека о состоянии окружающей среды являются механические колебания. Механические колебания воздушной среды частотой f от 16 до 20 000 герц (Гц) вызывают у человека ощущение звука. Они называются звуковыми. Человек эти колебания слышит. Слуховым анализатором является ухо (рис. 1.3), которое воспринимает и анализирует звуки. Это довольно сложный орган, составными частями которого являются наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо, представляющее собой ушную раковину и наружный слуховой проход, предназначено для улавливания звуков и определения их направленности. Наружное и среднее ухо разделены тонкой (0,1 мм) эластичной и очень прочной барабанной перепонкой, которая воспринимает механические колебания воздушной среды. Эти колебания посредством слуховых

20

косточек (молоточек, наковальня, стремечко) передаются в кортиев орган внутреннего уха. Здесь происходит возбуждение окончаний слухового нерва, которое передается в кору больших полушарий головного мозга, где превращается в ощущение звука. Звуки помогают человеку ориентироваться в окружающей обстановке, информируют об опасности.

Рис. 1.3. Строение уха человека

Частотный диапазон воспринимаемых звуков непостоянен и зависит от возраста. Дети в младенческом возрасте слышат частоты ниже 16 Гц, люди с музыкальным слухом слышат до 24 000 Гц. С возрастом этот диапазон сужается, и к 50 годам люди обычно слышат звуки частотой не более

13 000–15 000 Гц.

Чувствительность уха на различных частотах неодинакова. Наибольшую чувствительность ухо имеет на частотах 500–4000 Гц. Поэтому звуки высоких частот нам кажутся более громкими. Это звенящие, свистящие звуки. Они больше нас раздражают и угнетают. Мы слышим только те звуки, интенсивность и звуковое давление которых достаточны для того, чтобы вызвать колебания барабанной перепонки.

Интенсивность [I, Вт/м2] – это энергия, приходящаяся на единицу площади, перпендикулярной направлению звуковой волны.

Звуковое давление [P, Па] – избыточное (дополнительное) давление относительно атмосферного, возникающее при прохождении звуковой волны.

Интенсивность звука и звуковое давление связаны между собой

где c = const – акустическое сопротивление среды,– плотность среды, кг/м3; с – скорость звука в данной среде, м/с.