средства защиты МЧС

1.2. Опасности, возникающие в чрезвычайных ситуациях мирного времени и в военный период.

Опасные и вредные производственные факторы

Выявление и количественная оценка опасностей и интенсивности их проявления в чрезвычайных ситуациях мирного времени и в военный период, а также опасных и вредных производственных факторов являются важными условиями создания эффективных средств защиты.

В мирное время современные технологии, основанные на использовании различных энергоносителей, вредных веществ и излучений, представляют значительную опасность для персонала предприятий, населения и окружающей среды. Так, типовой нефтеперерабатывающий завод мощностью 10—15 млн. т/год сосредотачивает на своей промышленной площадке от 300 до 500 тыс. т углеводородного топлива, энергосодержание которого эквивалентно 3—5 Мт тротила, а типовой химически опасный объект — сотни тонн ядовитых веществ, что эквивалентно миллионам токсических доз.

Энергоносители (в первую очередь, углеводородные топлива) способны гореть и взрываться, т. е. создавать тепловые и фугасные поражающие поля. Технологическое оборудование при действии на него ударных и тепловых нагрузок разрушается с образованием осколочных полей, представляющих собой распределение обломков, разлетающихся при фрагментации оборудования.

Опасные химические вещества, имеющиеся на объекте или синтезирующиеся в ходе неконтролируемых химических реакций при авариях, способны образовывать обширные зоны с токсическим действием. Не меньшую опасность представляет высвобождение продуктов деления, содержащихся в ядерных энергетических установках (например, авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г.).

Одним из наиболее мощных поражающих факторов при авариях на пожаро- и взрывоопасных объектах является воздушная ударная волна. Она образуется в результате мгновенного выделения в ограниченном пространстве большого количества энергии.

Поражение людей при этом происходит в результате прямого термобарического воздействия на них ударной волны и образующихся при ее действии вторичных поражающих факторов в виде обломков строительных конструкций, технологического оборудования, осколков остекления и т. п. К параметрам, определяющим поражающее действие фрагментов технологического оборудования, относятся их число, масса, начальная скорость и дальность полета.

Другим, не менее опасным, поражающим фактором является пожар. При этом воздействие высокой температуры приводит

к термическому поражению людей, а выделяющиеся ядовитые вещества — к отравлениям в основном через органы дыхания. Процесс горения можно представить в виде двух взаимно накладывающихся процессов: процесса разгорания, когда интенсивность горения нарастает, приближаясь к некоторому максимуму, и процесс выгорания, когда интенсивность горения снижается до нуля вследствие уменьшения количества горючего материала. Поэтому основными параметрами пожаров являются тип и коли- чество горючей нагрузки.

Аварии на пожаро- и взрывоопасных объектах могут приводить также к образованию переобогащенных облаков топливовоздушных смесей, не способных к объемной детонации, но могущих воспламеняться и гореть по внешней оболочке с образованием огненных шаров. Эти шары, если они вызваны горением углеводородов, светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги людям и вызвать возгорание горючих веществ. Поднимаясь, огневой шар образует грибовидное облако с сильным восходящим конвективным течением. Такое течение может всасывать отдельные предметы, зажигать и разбрасывать их на больших площадях. Огневой шар как поражающий фактор характеризуется максимальным размером, временем существования, плотностью теплового потока или мощностью. Например, при сгорании огненного шара размером 200 м и массой 50 т за время его существования около 14 с выделяется мощность, равная 170 ГВт.

Характерной особенностью аварий на химически опасных объектах является выброс различных токсических веществ, так называемых аварийно химически опасных веществ.

Последствия химических аварий характеризуются размерами зон заражения, концентрациями аварийно химически опасных веществ и продолжительностью заражения, которые в свою оче- редь зависят от метеорологических условий, физико-химических и токсических свойств конкретного вещества.

Люди, оказавшиеся в зоне заражения, подвергаются воздействию ядовитых веществ в основном через органы дыхания (ингаляционные поражения), а также через кожу и слизистые оболочки (кожно-резорбтивные поражения) либо желудочно-кишечный тракт (пероральные поражения). Для количественной оценки токсических нагрузок на человека используют ряд показателей, основными из которых являются концентрация и токсодоза.

Концентрации обычно используются при санитарно-гигие- нических исследованиях (например, нормирование выбросов), а токсодозы — для характеристики острых отравлений (например, при химических авариях).

Сходными с химически опасными объектами по характеру формирования поражающих факторов и путям воздействия на организм являются биологически опасные объекты. Отличия

заключаются лишь в том, что облако зараженного воздуха формируется из болезнетворных микроорганизмов и токсичных продуктов их жизнедеятельности (токсинов), которые находятся в атмосфере в аэрозольном виде. Для них определяются уровни воздействия, соответствующие конкретным биологическим эффектам (смерть, функциональные изменения — раздражение, заболевание и т. п.) для определенного числа людей из контрольной группы.

Основные опасности радиационных объектов связаны с ионизирующими излучениями радиоактивных элементов. Аварии на этих объектах приводят, как правило, к долговременному загрязнению окружающей среды. Поражающими факторами при этом являются радиоактивное облако и формируемое им радиоактивное загрязнение местности. Радиационные поражения людей не носят травматический характер и проявляются через нарушение функций внутренних органов. При этом различают внешнее и внутреннее облучения.

Внешнее облучение всего тела человека или его отдельных органов обусловлено ионизирующими излучениями радиоактивных элементов, которые находятся в объектах окружающей среды. Внутреннее облучение происходит в результате проникновения радиоактивных веществ внутрь организма человека через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт.

Поражающие факторы источников техногенных чрезвычайных ситуаций классифицируются (ГОСТ Р 22.0.07-95)* по генезису (происхождению) и механизму воздействия. По генезису выделяют факторы прямого действия, или первичные, и факторы побочного действия, или вторичные. Первичные поражающие факторы непосредственно вызываются возникновением источника чрезвычайной ситуации. Вторичные — изменением объектов окружающей среды первичными поражающими факторами. По механизму действия выделяют поражающий фактор химического действия, к которому относят токсическое действие опасных химических веществ, и поражающие факторы физиче- ского действия (воздушная ударная волна, волна сжатия в грунте, сейсмовзрывная волна, волна прорыва гидротехнических сооружений, обломки или осколки, экстремальный нагрев среды, тепловое излучение, ионизирующее излучение). Для каждого поражающего фактора установлена номенклатура контролируемых и используемых для прогнозирования параметров (табл. 1.2).

*Стандарт не распространяется на источники техногенных чрезвычайных ситуаций, поражающие факторы которых характеризуются биологиче- ским действием или проявлением.

Таблица 1.2 Контролируемые параметры поражающих факторов

источников техногенных ЧС

Классификация опасных и вредных производственных факторов установлена ГОСТ 12.0.003-74. При этом опасными производственными факторами принято называть такие, которые приводят в определенных условиях к травматическим повреждениям или внезапному и резкому нарушению здоровья. Например, острые отравления, развивающиеся в течение нескольких часов или даже минут. Вредными — такие производственные факторы, которые становятся в определенных условиях причинами заболеваний или снижения работоспособности. При этом имеется в виду более или менее длительное снижение работоспособности, сохраняющееся после отдыха и перерыва в работе.

В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредные факторы могут становиться опасными.

Опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.

Группа физически опасных и вредных производственных факторов включает 29 подгрупп, например, такие, как повышенные уровни шума, вибрации, инфразвуковых колебаний, ультразвука, ионизирующих излучений, электромагнитных излучений, повышенной или пониженной температуры, ионизации и влажности воздуха, повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны и др.

Химически опасные и вредные производственные факторы подразделяются, в зависимости от характера воздействия на организм человека, на токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию, а также, в зависимости от путей проникновения в организм человека, — на проникающие через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистую оболочку.

Из биологически опасных и вредных производственных факторов выделяют следующие биологические объекты:

•патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибы, простейшие) и продукты их жизнедеятельности;

•макроорганизмы (растения и животные). Психофизиологически опасные и вредные производственные

факторы подразделяются, в зависимости от характера действия, на физические и нервно-психические перегрузки. Физические перегрузки — на статические и динамические. Нервно-психиче- ские перегрузки — на умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегрузки.

Один и тот же опасный и вредный производственный фактор по природе своего действия может одновременно относиться к различным группам.

На часть опасных и вредных производственных факторов в настоящее время разработаны специальные стандарты, которые устанавливают нормы их воздействия. Например, общие требования безопасности установлены для ультразвука, электри- ческих полей, шума, электромагнитных полей, вибрации, электростатических полей и др.

Опасности, которые могут возникнуть при ведении военных действий, условно можно разделить на три группы.

Первая группа — опасности, вызываемые прямым действием средств современного оружия: ядерного, химического, биологи- ческого, зажигательного, высокоточного, фугасного, осколочного, вакуумного. В перспективе могут добавиться опасности от поражения психотронным, высокочастотным, информационным и другими видами оружия на новых физических принципах.

Вторая группа опасностей обусловлена разрушением потенциально опасных объектов в результате применения оружия и по своим поражающим факторам близка к тем, которые возникают при авариях.

Третья группа опасностей связана с нарушением среды обитания человека: изменением температуры, влажности воздуха, повышением шума, вибрации, отсутствием или недостатком освещенности, а также вызываемыми различными нервно-пси- хологическими нагрузками. Все эти опасности по характеру воздействия близки к опасным и вредным производственным факторам.

1.3. Принципы применения средств защиты

Производственные факторы становятся опасными и вредными лишь при некоторой интенсивности (и длительности) их действия. В гигиенической науке принято обозначать уровни интенсивности факторов, при выходе за которые проявляется их опасность и вредность, как предельно допустимые уровни. Для многих факторов устанавливается только предельно допустимая интенсивность их действия. В этих случаях исходят из такой дозировки, при соблюдении которой у работающих не должны возникать различные нарушения здоровья, определяемые существующими методами исследования, на всем протяжении трудового стажа и при постоянном воздействии данного фактора в течение установленной продолжительности рабочей недели.

Например, для проникающей радиации ПДУ устанавливаются в единицах излучения, действующих на работающих в единицу времени, с учетом накопления (кумуляции) этого эффекта за длительные периоды. Для химических веществ принято выражать ПДУ по значению их допустимых концентраций в окружающей воздушной (иногда водной) среде, которые обозначают

êàê предельно допустимые концентрации. Вообще же выбор показателей, их единиц измерения и предельно допустимых значений определяется в гигиенической науке по результатам научных исследований каждого опасного и вредного фактора.

Для некоторых факторов предусматривается допущение большей интенсивности, если одновременно сокращается продолжительность их действия на протяжении каждого рабочего дня. Например, для производственного шума.

По характеру воздействия на человека производственные факторы могут быть разделены на две группы. Одна — включает факторы, которые в зависимости от дозировки могут быть или опасны и вредны, или индифферентны, но ненужные для жизни

èдеятельности человека. Другая группа становится опасной

èвредной при выходе за ПДУ, и может быть индифферентной при некоторых дозировках в пределах ПДУ, однако в некотором диапазоне в тех же пределах оказывается полезной или даже необходимой — оптимальной для человека. Для этой группы факторов могут быть определены две предельно допустимые границы, выше и ниже этого оптимума, в то время как для факторов первой группы наилучшим следует признать полное исключение их воздействия на человека или хотя бы возможную их минимизацию. К первой группе относятся, например, многие химиче- ские вещества, вырабатываемые в виде основных продуктов или являющиеся отходами производства. Примером фактора второй группы является температура окружающей среды. Опасными и вредными становятся или слишком высокие или слишком низкие температуры, а оптимальным оказывается некоторый средний диапазон, обеспечивающий тепловой комфорт.

Гигиеническая наука нормирует не все опасные и вредные факторы. Не установлены ПДУ для механических воздействий на человека, приводящих к травматическим повреждениям, а также для биологических вредных факторов. Во всех таких слу- чаях задачи охраны труда и в ряде случаев применения средств индивидуальной защиты заключаются в полном исключении или хотя бы возможной минимизации вредных воздействий или снижении вероятности опасного и вредного эффекта. Для ряда факторов второй группы установлена только одна предельно допустимая граница, выход за которую представляет опасность и вред. Так, установлены предельные уровни интенсивности освещения, ниже которых условия зрительной работы становятся опасными и вредными, но нет ПДУ чрезмерной яркости, которая также опасна и вредна. Однако, разумеется, независимо от отсутствия норматива, для устранения опасности и вреда от чрезмерной яркости света используют различные средства защиты глаз (очки, щитки).

Развитие производства обуславливает появление новых технологий и новых материалов и соответственно могут возникать

новые или усиливаться известные опасные и вредные факторы. Определение их ПДУ может несколько запаздывать, так как для обоснованного нормирования необходимо проведение специальных исследований. Разумеется, еще до установления нормативов гигиеническая оценка производственного процесса является необходимым элементом обеспечения безопасности. Для защиты человека необходимо знать о возможных источниках опасных и вредных факторов производственного процесса.

При характеристике ряда опасных и вредных производственных факторов выделяют так называемые опасные зоны, т. е. уча- стки пространства, элементы оборудования или места на производственной территории, нахождение в пределах которых или прикосновение к которым создает опасность и вред для работающего.

Опасные и вредные факторы могут возникать в течение всего времени работы производства (и даже некоторое время после его остановки) или могут действовать на работающих только в некоторые, определенные промежутки времени, в определенные моменты производственных операций (выброс вредных химиче- ских веществ, опускание поршня пресса и т. п.). Кроме того, опасные и вредные факторы могут возникать при авариях, катастрофах или вследствие ведение боевых действий.

Нормирование поражающих факторов аварий и катастроф осуществляется методами математического моделирования и натурного эксперимента, путем прогнозирования воздействия различных явлений и процессов на организм человека. Подтверждением реальной опасности того или иного фактора являются результаты оценки последствий произошедших аварий и катастроф.

Оценка поражающего действия современных средств поражения производится по результатам натурных испытаний. На основе исследования законов поражения биологических объектов расчетно-экспериментальными методами определяются различ- ные степени поражения (табл. 1.3).

Оценивая в целом роль и место средств защиты в общем комплексе мероприятий по охране труда на предприятиях, не следует, однако, забывать, что меры по ограничению воздействия опасных и вредных производственных факторов в первую оче- редь должны быть направлены на их источники и состояние рабочих мест. Использование средств защиты должно быть дополнительной мерой по отношению к этим более значимым факторам. Этот основной принцип подразумевает, что применение средств защиты от опасных и вредных производственных факторов во всех случаях должно рассматриваться как вынужденная и исключительная мера, используемая, когда безопасность работ не может быть обеспечена конструкцией оборудования, организацией производственных процессов, архитектурно-планировоч- ными решениями. При этом необходимо сначала направлять

усилия на обеспечение коллективной защиты работающих. Однако если с ее помощью не удается достичь допустимых уровней воздействия опасных и вредных производственных факторов, или ее создание экономически нецелесообразно, необходимо принимать меры по индивидуальной защите. И все же в каждом случае массового применения средств индивидуальной защиты следует принимать меры по улучшению условий труда с целью возможного уменьшения числа лиц, вынужденных использовать средства индивидуальной защиты.

Практика создания и применения средств защиты убедительно свидетельствует, что их использование в большинстве случаев неизбежно связано с дополнительными нагрузками на функциональные системы организма, с ограничением пространственного передвижения работающего и другими факторами, усложняющими его работу. Особенно это характерно для средств индивидуальной защиты. Так, применение средств индивидуальной защиты органов дыхания связано часто с воздействием таких неблагоприятных факторов, как повышенное сопротивление дыханию, увеличение содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе, давление лицевой части на мягкие ткани лица и головы, ограничение зрения. Использование многих средств индивидуальной защиты, предназначенных для защиты кожных покровов, приводит к нарушению теплообмена организма человека с окружающей средой, ограничению подвижности и т. п. При этом во многих случаях, чем выше защитные свойства средств индивидуальной защиты, тем более выражено их неблагоприятное воздействие на организм человека. Поэтому при разработке требований к средствам защиты большое значение имеет научное обоснование принципов гигиенического нормирования основных параметров средств защиты, которые в основном сводятся

êследующим:

•уровни гигиенических требований (оптимальные или допустимые), которым должны удовлетворять технические характеристики средств защиты, устанавливают с учетом их назна- чения и условий применения (эксплуатации);

•обоснование оптимальных или допустимых гигиенических требований следует проводить на основе исследования как изолированного, так и сочетанного воздействия неблагоприятных факторов на функциональное состояние и работоспособность человека;

•разрабатываемые гигиенические нормативы параметров средств защиты предназначются для использования на всех этапах создания и последующей эксплуатации средств защиты: при разработке технических заданий на проектирование, при выборе материалов и разработке конструкции (объем- но-планировочных решений для сооружений коллективной защиты), при изготовлении опытных образцов и опытных