Лекции для зГМУ по БЖД; осень 2013

вреда объекту защиты, в качестве которого может выступать и сам источник опасности

С понятием опасности, особенно при рассмотрении вопросов техногенной, экологической, или национальной безопасности, связано понятие угроза. В широком смысле под угрозой понимается возможная опасность или возможность реализации той или иной опасности. В контексте национальной безопасности – это объективная возможность нанесения какого-либо ущерба личности, обществу, государству.

Опасностью обладают все системы, имеющие:

-энергию,

-химически и биологически активные компоненты,

-а также гигиенические и иные характеристики, не соответствующие условиям жизнедеятельности человека.

Опасности могут быть:

потенциальные, т.е. скрытые

проявленные, т.е когда создается аварийная ситуация, проявляются недостатки системы и т.п.

реализованные, когда происходит несчастный случай, отказ работы оборудования, чрезвычайная ситуация.

Потенциальные опасности можно идентифицировать и провести мероприятия по максимальному снижению уровня воздействия, что минимизирует возможный ущерб.

Проявленные опасности позволяют внести изменения в развитие ситуации и уменьшить вред воздействия При реализованных опасностях можно лишь только ликвидировать последствия и ущерб в данном случае бывает максимальным.

Общие характеристики опасностей:

Вероятностный характер (случайность).

Потенциальность (скрытость).

Перманентность (постоянство, непрерывность).

Тотальность (всеобщность).

Примеры опасностей:

Алкоголь, аномальные температура воздуха, влажность воздуха, подвижность воздуха, барометрическое давление, освещение, ионизация воздуха; вакуум, взрыв, взрывчатые вещества, вибрация, вода, вращающиеся части машин, высота, газы, гербициды, глубина, гиподинамия, гололѐд, горячие поверхности, дождь, дым, движущиеся предметы, едкие вещества, заболевания, инфразвук, инфракрасное излучение, искры, качка, кинетическая энергия, лазерное излучение, магнитные поля, микроорганизмы, медикаменты, молнии, монотонность, наводнение, неровные поверхности, неправильные действия персонала, огнеопасные вещества, огонь, оружие, острые предметы, отравление, охлаждѐнные поверхности, падение, пар, пестициды, пожар, психологическая несовместимость, пыль, радиация, резонанс, скользкая поверхность, снегопад, статическое электричество, тайфун, туман, ударная волна, ультразвук, ультрафиолетовое излучение, ураган, утомление, шум, электромагнитное поле и др.

По природе происхождения опасности могут быть природные, антропогенные, техногенные, глобальные.

Природные опасности возникают при изменении факторов биосферы и при стихийных природных явлениях.

Антропогенные опасности возникают в результате ошибочных, неправильно принятых человеком решений.

Техногенные опасности создают элементы техносферы.

Глобальные опасности связаны с нарушением экологической обстановки на больших территориях в результате комплексного воздействия антропогенных, техногенных и природных воздействий.

Потенциальные опасности реализуются в определенных условиях, которые называют причинами. Причины характеризуют совокупность обстоятельств, в результате которых опасности проявляются и вызывают те или иные нежелательные последствия.

Чаще всего нежелательные последствия вызывает комбинация нескольких опасностей. Нередко одна и та же опасность может реализоваться через разные причины.

Цель и задачи «Безопасности жизнедеятельности»

Наука «Безопасность жизнедеятельности» - антропоцентрическая наука, т.е. в центре ее всегда стоит человек. Все явления и процессы, которые здесь рассматриваются, в первую очередь оцениваются с точки зрения воздействия на человека.

Главная цель «Безопасности жизнедеятельности» создание комфортных и безопасных условий жизнедеятельности в окружающей его техносфере.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

Идентификация опасностей, т.е. распознавание, выявление опасных зон на производстве и количественная оценка опасностей;

Защита от опасностей на основе сопоставления затрат и выгод;

Ликвидация возможных (исходя из концепции приемлемого риска) отрицательных последствий опасностей.

Аксиомы БЖД:

1.Всякая деятельность (бездеятельность) потенциально опасна.

2.Для каждого вида деятельности существуют комфортные условия, способствующие еѐ максимальной эффективности.

3.Все естественные процессы, антропогенная деятельность и объекты деятельности обладают склонностью к спонтанной потере устойчивости или к длительному негативному воздействию на человека и среду его обитания, т.е. обладают остаточным риском.

4.Остаточный риск является первопричиной потенциальных негативных воздействий на человека и биосферу.

5.Безопасность реальна, если негативные воздействия на человека не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия.

Классификация негативных факторов среды обитания человека

Любая опасность реализуется в результате проявления каких-то причин или факторов. Негативные факторы, связанные с производством, по ГОСТ 12.0.003-74 классифицируются следующим образом.

По природе действия на они делятся на следующие группы:

физические;

химические;

биологические;

психофизиологические.

Физические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на следующие:

движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования; передвигающиеся изделия, заготовки, материалы; разрушающиеся конструкции; обрушивающиеся горные породы;

повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов;

повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

повышенный уровень шума на рабочем месте;

повышенный уровень вибрации;

повышенный уровень инфразвуковых колебаний;

повышенный уровень ультразвука;

повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение;

повышенная или пониженная влажность воздуха;

повышенная или пониженная подвижность воздуха;

повышенная или пониженная ионизация воздуха;

повышенный уровень ионизирующих излучений в рабочей зоне;

повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

повышенный уровень статического электричества;

повышенный уровень электромагнитных излучений;

повышенная напряженность электрического поля;

повышенная напряженность магнитного поля;

отсутствие или недостаток естественного света;

недостаточная освещенность рабочей зоны;

повышенная яркость света;

пониженная контрастность;

прямая и отраженная блесткость;

повышенная пульсация светового потока;

повышенный уровень ультрафиолетовой радиации;

повышенный уровень инфракрасной радиации;

острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования;

расположение рабочего места на значительной высоте относительно земли (пола);

невесомость.

Химически опасные и вредные производственные факторы подразделяются: по характеру воздействия на организм человека на:

токсические;

раздражающие;

сенсибилизирующие;

концерогенные;

мутагенные;

влияющие на репродуктивную функцию;

по пути проникания в организм человека через:

органы дыхания;

желудочно-кишечный тракт;

кожные покровы и слизистые оболочки.

Биологические опасные и вредные производственные факторы включают следующие биологические объекты:

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

макроорганизмы (растения и животные).

Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на следующие:

а) физические перегрузки; б) нервно-психические перегрузки.

Физические перегрузки подразделяются на:

статические;

динамические.

Нервно-психические перегрузки подразделяются на:

умственное перенапряжение;

перенапряжение анализаторов;

монотонность труда;

эмоциональные перегрузки.

Как видно из документа все негативные факторы условно разделены на вредные и опасные.

Опасный фактор – фактор, воздействие которого на человека в определенных условиях приводит к травме, острому отравлению или другому внезапному резкому ухудшению здоровья или смерти.

Вредный фактор – фактор, воздействие которого на человека может привести к заболеванию, снижению работоспособности и/или отрицательному влиянию на здоровье потомства.

Но надо учитывать то, что в определенных условиях вредный фактор может проявить себя как опасный и наоборот, поэтому нет четкого деления на вредные и опасные факторы.

Центральным элементом всех систем БЖД является человек, поэтому человек играет троякую роль:

1.объект защиты,

2.объект обеспечения безопасности,

3.источник опасности.

Высокая цена ошибки оператора – до 60% несчастных случаев происходит по вине человека.

Естественные системы защиты человека от негативных воздействий.

Выделим основные системы защиты:

1.системы покровных тканей (кожа, слизистая оболочка),

2.иммунная система,

3.система обеспечения динамического постоянства внутренней среды организма (гомеостаза)

3.1.система терморегуляции,

3.2.система регуляции частоты сердечных сокращений,

3.3.система регуляции кровяного давления.

Когда возможности гомеостаза нарушены, т.е. когда характеристики человека не совпадают с характеристиками окружающей среды, то возможно:

1.снижение работоспособности (тонуса, жизнедеятельности),

2.развитие заболеваний,

3.травматизм,

4.смерть.

Нервная система человека. Анализатор.

Верхний порог – максимальная сила раздражителя, при которой ещѐ возникают ощущения (болевой порог). Дифференциальный порог ( S ) – минимальное различие интенсивностей двух однотипных раздражителей, при котором возможно распознание по разнице в ощущениях.

Если S <1 , то два раздражителя равны.

3.У всех анализаторов есть адаптация (привыкание) и сенсибилизация (повышение чувствительности) и они характеризуются определенным временем.

4.Для каждого анализатора есть время от начала воздействия раздражителя до появления ощущения, и оно называется латентный период. Латентный период зависит от интенсивности раздражителя.

Основные психофизические законы восприятия.

1.Закон Вебера:

J const , J

J - сила раздражителя (интенсивность и т.п.),

J - минимально различимое приращение интенсивности раздражителя, отвечающее едва заметному изменению ощущений (дифф. порог).

Для зрительного анализатора:

J 0.01 .

J

2.Закон Вебера – Фехнера:

dS k dJJ ,

где S – изменение ощущения,

k –коэффициент, характеризующий специфику каждого из анализаторов.

S k nJ b ,

Этот закон выполняется в средней области ощущений и часто используется при разработке нормативных значений.

Наибольшее количество информации мы получаем через зрительный анализатор – до 90%, 10-15% приходит через слуховой анализатор. Рассмотрим их основные характеристики.

Зрительный анализатор

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему (рис.1).

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв "правую часть" изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения - правую и левую - головной мозг соединяет воедино.

Так как каждый глаз воспринимает "свою" картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаза может быть расстроено бинокулярное зрение. Попросту говоря, у вас начнет двоиться в глазах или вы будете одновременно видеть две совсем разные картинки.

Рис.1 Строение зрительного анализатора

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача - "передать" правильное изображение зрительному нерву.

Основные функции глаза:

оптическая система, проецирующая изображение;

система, воспринимающая и "кодирующая" полученную информацию для головного мозга;

"обслуживающая" система жизнеобеспечения.

Строение глаза

Роговица - прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза - склерой.

Передняя камера глаза - это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка - по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой - значит, в ней мало пигментных клеток, если карий - много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.

Зрачок - отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик - "естественная линза" глаза. Он прозрачен, эластичен - может менять свою форму, почти мгновенно "наводя фокус", за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.

Стекловидное тело - гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.

Сетчатка - состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т.е. фотохимическая реакция.

Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.

Благодаря колбочкам электромагнитые волны с длиной волны от 0,76 мкм до 0,36 мкм, которые мы воспринимаем как свет, преобразуются в различные цвета. Выделяется 7 основных цветов радуги - от красного до фиолетового и множество оттенков между ними. Наиболее ярким в дневное время мы воспринимаем центр диапазона 0,55 мкм, соответствующий желто-зеленому (лимонному) цвету, в то время как к краям диапазона яркость заметно снижается. Замечено также, что у человека преобладают светочувствительные клетки желто-красного диапазона

над сине-зеленым диапазоном, поэтому при красном цвете различимость предметов всегда лучше, чем при синем.

Склера - непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.

Сосудистая оболочка - выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур.

Зрительный нерв - при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг, зрительный центр расположен в затылочной части головного мозга, поэтому при падении надо всегда беречь от удара затылок, в противном случае это может привести к нарушению зрительного восприятия.

Наши глаза различают предметы в зависимости от их яркости или по цвету.

Нижний порог восприятия яркости составляет В0=10-8 кд/м2.

Верхний порог чувствительности, когда наступает ослепление – Вmax=2,25*105 кд/м2

Для примера – когда на небе ночью нет ни звезд, ни луны яркость в поле вдали от населенных пунктов составляет 10-6 кд/м2, в полнолуние – 10-1кд/м2, в яркий солнечный день может доходить до 107кд/м2.

Но нередко ослепленность наступает и при переводе глаз с темного предмета на более яркий, когда наблюдаются резкие контрасты.

Адаптация и сенсибилизация у глаз имеет значительную разницу во времени, так адаптация к более яркому свету занимает несколько минут, а для того чтобы глаза привыкли к темноте требуется от 30 мин. до 2 часов, поэтому для человека очень важно равномерное освещение, что замедляет развитие утомления.

Слуховой анализатор

Слуховой анализатор, совокупность механических, рецепторных и нервных структур, деятельность которых обеспечивает восприятие человеком и животными звуковых колебаний.

Особенности анализатора:

способность к приему информации в любой момент времени,

способность воспринимать звуки в широком диапазоне и выделять необходимые,

способ устанавливать местонахождение источника

Строение органа слуха (рис.2)

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Обеспечивает улавливание звуков, концентрацию их в направлении наружного слухового прохода и усиление интенсивности звуков. Кроме того структуры наружного уха выполняют защитную функцию, охраняя барабанную перепонку от механических и температурных воздействий внешней среды.

На границе между наружным и средним ухом находится барабанная перепонка – тонкая соединительнотканная пластинка, толщиной около 0,1 мм, снаружи покрыта эпителием, а изнутри слизистой оболочкой.

Барабанная перепонка расположена наклонно и начинает колебаться, когда на нее падают со стороны наружного слухового прохода звуковые колебания. Барабанная перепонка не имеет собственного периода колебания, она колеблется при всяком звуке соответственно его длине волны.

Среднее ухо представлено барабанной полостью. В ней находится цепь слуховых косточек: молоточек, наковальня и стремя. Рукоятка молоточка срастается с барабанной перепонкой, а его головка образует сустав с наковальней, которая также соединяется суставом с головкой стремени.

На медиальной стенке барабанной полости находятся отверстия: окно преддверия (овальное) и окно улитки (круглое). Основание стремени закрывает окно преддверия, ведущее в полость внутреннего уха, а окно улитки затянуто вторичной барабанной перепонкой. Барабанная полость соединяется с носоглоткой посредством слуховой или евстахиевой, трубы. Через нее из носоглотки в полость среднего уха попадает воздух, благодаря чему выравнивается давление на барабанную перепонку со стороны наружного слухового прохода и барабанной полости.

Внутреннее ухо начинается образованием спиралевидной формы, напоминающее улитку (орган слуха) и полукружные канальцы с двумя мешочками (орган равновесия). Эти органы находятся в плотной кости, имеющей форму пирамиды (часть височной кости). В улитке расположены слуховые клетки.

Ушная раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка и слуховые косточки проводят звуковые волны к этим клеткам, вызывая их раздражение. Затем слуховое раздражение, преобразованное в нервное возбуждение, по слуховому нерву идет в кору головного мозга, где происходит высший анализ звуков - возникают слуховые ощущения

Как звук наше ухо воспринимает механические колебания с частотой от 16 Гц до 20 КГц.

Барабанная перепонка реагирует на изменение звукового давления или интенсивность звука.

Нижний порог чувствительности составляет:

Р0=2*10-5Па, I0=10-12Вт/м2

Верхний порог (болевой):

Рmax=2*102Па, Imax=102 Вт/м2

Эти пороги чувствительности характерны для молодых людей на частоте 1000Гц, при изменении частоты ближе к краям диапазона – чувствительность заметно снижается, хотя болевой порог остается без изменения, с возрастом слуховая чувствительность у человека также снижается.

Рис.2 Строение органа слуха

Допустимое воздействие вредных факторов на человека и среду обитания

Создавая современные технические средства разработчики обязаны обеспечить не только их функциональное совершенство, технологичность и приемлемые экономические показатели, но и достичь требуемых уровней экологичности и безопасности. С этой целью инженер при проектировании или перед эксплуатацией техники должен выявить все опасные и вредные факторы. установить их значимость, разработать и применить в конструкции средства снижения негативных факторов до допустимых значений.

Вредные факторы не всегда удаѐтся учесть при проектировании и избежать их влияния при эксплуатации. Это вызвано, в первую очередь, трудностью расчѐта и моделирования большого числа взаимосвязанных устройств и процессов.

Если факторы производственной среды ограничены по уровням и действуют в течение небольших промежутков времени и с достаточно длинными паузами, то нежелательные эффекты исчезают быстро и без последствий. Однако, при высоких уровнях воздействия в течение длительного времени могут возникнуть нежелательные последствия, приводящие к изменениям в организме человека, в том числе генетическим.

Для исключения необратимых биологических эффектов медики-гигиенисты устанавливают нормируемые безопасные или предельно-допустимые уровни (ПДУ) энергетического воздействия или предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ

ПДУ (ПДК) – это тот максимальный уровень (концентрация) фактора, который, воздействуя на человека (изолированно или в сочетании с другими факторами) в течение рабочей смены ежедневно на протяжении всего трудового стажа, не вызывает у него и его потомства биологических изменений, даже скрытых и временно компенсированных (в том числе заболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных возможностей, иммунологических реакций, нарушения физиологических циклов), а также психологических нарушений (снижение интеллектуальных и эмоциональных способностей, умственной работоспособности, надѐжности).